四肢歩容の再現と切り替えを可能とするハードワイヤードCPG回路ネットワークの設計

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC15-5

グループ名: 【C】平成28年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

発行日: 2016/08/31

タイトル(英語): Designing a quadrupedal hard-wired CPG hardware network model capable of exhibiting gait transitions via symmetry breaking bifurcations

著者名: 前田 義信(新潟大学)

著者名(英語): Yoshinobu Maeda()

キーワード: 中枢パターン発生器|神経細胞モデル|シナプスモデル|準同型定理|central pattern generator|neuron model|synapse model|homomorphism theorem

要約(日本語): 本研究では，四肢動物の3つの歩容（ウォーク，トロット，バウンド）を，単一の回路ネットワークの入力電圧値を調節するだけで再現できる中枢パターン発生器ネットワーク(CPG)モデルを提案した．その際，Golubitskyら(1998)によって提案された対称群を参考に設計した．従来では，四肢に対応する4つのCPGに対して，神経細胞の電気的興奮モデルを用いて回路的にモデル化し，その対称群（Z4巡回群）でもって歩容の振動パターンを再現することが多かった．しかし，Z4巡回群に基づく回路モデルでは，ウォークとバウンドの2つの歩容しか再現できなかった．Golubitskyらは，8つのCPGを用いた対称群（Z4×Z2アーベル群）でもって，5～6つの振動パターンを理論的に再現できることを示している．本研究では，そのうちの上記3つの歩容を再現するための具体的な回路ネットワークを提案した．

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