ロボ DE 解剖学

ロボ DE 解剖学【11】 関節(1)

ロボゼロ第3号のロボットラボで「ロボットの自由度」に関しての説明がありましたねhappy01

◯人間の自由度は126で、実際に意味のある自由度は40強なんですねhappy01知りませんでしたsweat01勉強になりました。

◯逆関節の話が載ってますね。
逆関節とは、

  • 過伸展する関節(肘が反対方向まで曲がるとか)
  • 鳥などの膝に思える部分が逆に曲がってる様に思える、本当は足首に相当する部分の関節(※足首は従来の状態が超過伸展状態)
  • 単に逆方向にも曲がる関節(ロボット?)

どんな定義が本当なのかわかりませんが、文中では単に逆方向にも曲がると言う意味で使ってるのかな。

◯あと、関節とは関係ないけど、誤植:11ページの中央あたり、HSWB-03FはHSWB-04Fの間違い

以下、関節について雑学happy01paper

one連結の種類

  • 線維性結合
    • 縫合=頭の骨の連結
    • 靭帯結合=脛腓靭帯結合など
    • 釘植(ていしょく)=歯と歯槽の連結
  • 軟骨性結合
    • 軟骨結合=骨と骨との間が硝子軟骨。ゆくゆくは骨となる(骨結合)。坐骨、恥骨、腸骨の結合が有名
    • 線維軟骨結合=骨と骨との間が線維軟骨。椎間円板(いっぱんには椎間板)や恥骨結合が有名
  • (骨結合/骨癒合)
    • 骨と骨との間が線維性結合や軟骨性結合だったのが骨化してくっついてしまう結合
  • 滑膜性結合
    • 関節のこと

two連結の可動性

  • 不動関節
  • 半関節
  • 可動関節(滑走関節)=いわゆる関節

20110227220045

three関節の一般的な構造

  • 骨端が丸い方を関節頭、骨端が窪んでる方を関節窩(か)という。
  • 関節包:骨と骨を包む袋状の結合組織で2葉からなり、外側(緑)を線維膜、内側(茶)を滑膜という。
  • 関節腔(かんせつくう):骨と骨との間の空間のこと。内部には滑液と呼ばれる摩擦を軽減させる潤滑油の役割や、血管のない関節軟骨に栄養や酸素を運ぶ働きをしている。
  • 側副靭帯:骨と骨の両側に1本づつある靭帯(青)。関節包外靭帯の部類である。
  • 関節包内靭帯(図中央):股関節や膝関節には関節包の中に靭帯がある。
  • 関節円板(右図):関節の中にできた軟骨の仕切りで、関節内を2つに分けている。2つの骨の動きが異なる場合、2分することで、それぞれの動きを可能にしている。また、クッションとしての働きもある。顎関節、下橈尺関節、胸鎖関節、椎間円板などがある。
  • 関節半月(図中央):関節を完全に2分してない場合、関節半月という。膝関節がある。

20110227222552

four関節の形態による分類
球関節(臼関節):

  • 例:肩関節や股関節など
  • 形:球状
  • 多軸性(自由度3)
  • 股関節を臼関節と使い分ける場合がある。発音は、どちらもキュウカンセツ。
  • サーボでは作れない関節の形
    Kyu

顆状関節(楕円関節):

  • 例:橈骨手根関節(手首の関節=バイバイとおいでおいでの動き)、環椎後頭関節(環椎=背骨の一番上の骨)など
  • 形:楕円球状(=ラグビーボール)
  • 2軸性(自由度2)
  • サーボでは作れない関節の形
    Daen

鞍関節:

  • 例:母指の手根中手関節など
  • 形:鞍と股の形
  • 2軸性(自由度2)
  • 発音はアンカンセツ、クラカンセツ、どちらも使う
  • 馬に付ける鞍とそれに股がった人との関係。それぞれ1軸性だが、それらが90度ズレた方向に組み合うことで1軸+1軸=2軸性となる関節
  • ロボット(ロボザックもロボゼロも)では、肩関節、股関節、距腿関節(足首の関節のこと)などで、U字型のブラケットをクロスにすることで2軸性の関節を作っているが、これは鞍関節の形態と考えていいと思う。※実際は、肩関節、股関節は多軸性の球関節、距腿関節は1軸性の蝶番関節です。
    20110228015615
    An

蝶番関節:

  • 例:肘関節、膝関節、腕尺関節、距腿関節など
  • 形:蝶番状(ちょうつがい状)/円柱状の関節頭
  • 1軸性(自由度1)
  • 発音はチョウバン関節で、ちょうつがい関節とはあまり言わないと思う
  • 扉のちょうつがいと同じように、1方向の動きしかできない関節。肘や膝の曲げ伸ばしがわかりやすいでしょうか。
  • いわゆるサーボはこの動きしかできない。
    Cyouban

車軸関節:

  • 例:橈尺関節(回内回外)、正中環軸関節(頭部の回旋)など
  • 形:長軸方向に回転する円盤状
  • 1軸性(自由度1)
  • 頸や腰の回旋がこれに近いと言える。ロボゼロでは頸の回旋はできないが、腰の回旋ができる。また上腕側の肘のサーボが上肢を伸ばした時にこの動きに違い動きとなる。
    Syajiku

平面関節:

  • 例:椎間関節、仙腸関節
  • 形:平面に近い形
  • 多軸性(自由度3)
  • サーボでは作れない関節の形
    Heimen

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ロボ DE 解剖学【10】組織と器官系(3)

久々に、「ロボ DE 解剖学」です。前回のつづきで、器官、器官系です。

《器官と器官系》
人体を構成している細胞には、4種類ありました。その4種類の細胞が集まってある機能をもつ器官を作り上げます。胃とか、心臓とかが、器官ですね。器官ひとつひとつは、それぞれある働きをもったものなんですが、ある一連の、もしくは、同種の機能をもった器官をひとくくりとして、器官系といいます。人体は、以下のような器官があり、以下のような器官系にまとめられています。

(例)
 消化器系
  食道・胃・小腸・大腸など
 呼吸器系
  鼻腔・気管・気管支・肺など
 循環器系
  心臓・血管(動脈・静脈)など
 感覚器系
  眼球・内耳など
 神経系
  大脳・脊髄・脳神経・脊髄神経など
 骨格系
  頭蓋骨・骨盤など
 筋系
  僧帽筋・大腰筋など
 関節・靭帯
  股関節・大腿骨頭靭帯など
 
さて、ロボザックについて、49号までのパーツ、および、センサー類を、まとめてみました。

【カバー関連品】
 ヘッドカバー(フロント・バック)・ゴーグル
 ボディーカバー(フロント・バック)
 ハンドカバー(トップ・ボトム)
 フットカバー(左右)

【ブラケット・フレーム関連品】
 ボディフレーム(フロント・トップ・バック・ボトム)
 ショルダーブラケット(フロント・バック)
 ハンドブラケット
 ブラケット(I型・U型・H型)

【バッテリー関連品】
 バッテリー
 クイックチャージャー

【アクチュエーター関連品】
 サーボモーター
 ボトムケース
 薄型・厚型スプラインホーン
 薄型・厚型ホイールホーン

【情報伝達関連品】
 マイコンボード
 シリアルケーブル
 リモコン
 パソコン

【センサー関連品】
 赤外線センサー(?)
 距離センサー(視覚?)
 光センサー(視覚?)
 加速度センサー(平衡斑:平衡感覚)
 ジャイロセンサー(半規管:平衡感覚)
 音声認識(聴覚)

【その他】
 ネジ・ボルト・ワッシャー
 ケーブルタイ・ケーブルクランプ
 ステッカー・シール・両面テープ

といった感じでした。そこで、かなり無理矢理なんですが、人体の器官系とロボザックの分類を対応させてみると、

【ブラケット・フレーム関連品】:ロボットを支える=骨格系
【バッテリー関連品】:ロボットのエネルギー源=消化器系
【アクチュエーター関連品】:ロボットの動力源=筋系
【情報伝達関連品】:ロボットをコントロールする=神経系
【センサー関連品】:外部からの情報をとらえる=感覚器系
【カバー関連品】:ロボットを覆う:皮膚?

という感じでしょうかねsign02sweat01
ごめんなさい、あまり面白くない内容でdashimpact
でも、「ロボ DE 解剖学」は、まだまだつづきますよsign03
次回から、骨格系に入りますgood
 

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ロボ DE 解剖学【9】組織と器官系(2)

今日は「組織と器官系」についてのお話のつづき、筋組織と神経組織についてです!なんだかロボットのことが全然出てこなくて普通に解剖学になっちゃってますよね(汗)今回もロボット出てきませんのであしからず。。。

筋組織
収縮できる機能を持つ細胞からできた組織です。筋細胞は、細長いので、筋線維という言い方もします。筋組織には以下の3種類の細胞があります。

骨格筋細胞:骨と骨、骨と皮膚、皮膚と皮膚に付いて、骨や皮膚を動かす筋肉を作る細胞で、ロボットで言えばサーボの中のモーターということになりますかね。骨格筋細胞の長さは筋肉の長さに匹敵するため、長いものでは30cmくらいある非常に細長い多核の細胞です。骨格筋細胞を顕微鏡でみると規則正しくならんだ縞(しま)模様があり、これを横紋といいます。細胞が収縮すれば横紋の間隔は狭くなります。従って、それぞれの横紋が引き合うことで収縮するという感じに理解して下さい。モーターは回転運動なんで、収縮とは少し違いますよね。第7号の14ページに書かれているシリンダーみないなものが筋細胞の動きと近いですよね。

心筋細胞:心臓を動かしている細胞です。ロボットには心臓に相当するものがないので対応するものはないと言っていいでしょう。心筋細胞は骨格筋と同じように横紋を持ちますが、骨格筋細胞は基本的に自分の意志で動かすことのできますが、心筋はそうはいきません。自分の意志で動かすことのできる筋を随意筋、動かせないものを不随意筋といいます。

平滑筋細胞:血管や、消化管などの、管状の器官の中にある紡錘形をした細胞で、血管を細くすることで血流量を調節したり、小腸などでは、蠕動運動(細くしたり、短く=太くしたり)により食べた物を動かします。骨格筋、心筋と異なり、横紋は持ちません。収縮する際、細胞は雑巾をギュッとしぼるように収縮します(管がねじれるという意味ではないです)。ロボットではケーブルが電気を伝えているという意味で血管と考えると、ケーブルには収縮の機能はないので平滑筋細胞に相当するものはないと考えていいですね。でも、特に太めの動脈では、弾力性も大切で、弾性線維を多く含んでいます。ケーブルのビニールは弾力性を持ちますので、血管の弾性線維に相当すると考えていいかもしれませんね。

筋細胞 横紋 核の位置 神経 ロボット
骨格筋細胞 細長い あり 多核 周囲 随意 モーター
心筋細胞 長方形 あり 1~2核 中央 不随意 なし
平滑筋細胞 紡錘形 なし 単核 中央 不随意 なし
 

Photo
 

神経組織
神経組織は、神経細胞とグリア(神経膠)細胞から構成されています。これらの細胞から、脳、脊髄、脳神経、脊髄神経といったものが作られています。ロボットで言えば、マイコンが脳/脊髄に、サーボモータのケーブルや、各種センサーのケーブルが、脳神経/脊髄神経になりますかね。ちなみにセンサーは感覚器でしょうかね。

神経細胞:神経細胞は、長〜い細胞突起を持ち、細胞の膜電位をコントロールすることで、細胞突起に沿って電気的な興奮を伝導することができる細胞です。神経細胞は、細胞核のある細胞体、他の細胞からの入力を受ける樹状突起、他の細胞に出力する軸索に分けられます。神経細胞どうしはシナプスと呼ばれる連絡部位を持ち、そこから別の神経細胞へと細胞膜の興奮の刺激を体の隅々まで伝えています。神経細胞は、マイコンに搭載されているCPUやメモリーといった感じでしょうか。

グリア細胞:グリア細胞は、刺激を伝える細胞ではありません。神経細胞の機能をさまざまな側面からサポートする細胞の総称で、支持するという意味で、マイコンの基盤や、ロボットの栄養という意味で、バッテリーからの電気を伝えている部分などが対応するでしょうか。グリア細胞には、それぞれの機能によって、以下のような細胞に分けられています。

グリア細胞 働き ロボット
マイクログリア
(小膠細胞)
免疫、異常代謝物などの回収を行う、お掃除屋さんです。マクロファージ(日本語で大食細胞という)の神経組織版として考えられます。 なし
オリゴデンドロサイト
(希突起膠細胞)
脳や脊髄で、軸索に巻きついて髄鞘を形成し、巻きついた神経細胞の支持と栄養補給の機能を持つ細胞です。 基盤の配線
シュワン細胞
(鞘細胞)
脳神経や脊髄神経で、軸索に巻きついて髄鞘を形成します。髄鞘を持つ神経細胞を特に有髄神経と呼びます。 ケーブルの
ビニール?
アストロサイト
(星状膠細胞)
支持細胞として働いています。 基盤
上衣細胞 脳室系の壁を構成する細胞です。 基盤のコーティング?
 

Photo_3
 

は〜い、今回は、ここまで、次回は器官/器官系についてです。
お楽しみに〜=*^-^*=♪


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ロボ DE 解剖学【8】組織と器官系(1)

久々にロボ DE 解剖学です!
今回は「組織と器官系」についてのお話です!

《組織》
人とロボットを簡単にはアナロジーすることはできないですけど、人の体は、細胞と細胞の外の物質(細胞外基質/細胞外マトリックスと呼ばれる)で構成されています。ロボットの場合は、金属やプラスチックなど、って感じになるでしょうかね!?

組織という言葉は「会社組織」とか、「組合を組織する」とかで使われますが、辞書的には、「特定の目的を達成するために、諸個人および諸集団に専門分化された役割を与え、その活動を統合・調整する仕組み。または、そうして構成された集団」を意味しています。生物において使われる組織とは、「同一の機能と構造とをもつ細胞の集団」のことになります。動物の場合は、4種類の細胞に分類されています(植物は6種類かな?)。人の体の細胞は成人で約60兆個あると言われていますが、その細胞は、たったの4種類に分類されちゃうんです!で、その4種類とは

 上皮組織:表面を覆う役割を持つ細胞(集団)
 支持組織:支える為の基質を作る細胞(集団)
 筋 組織:収縮できる機能を持つ細胞(集団)
 神経組織:情報を伝達する細胞(集団)

の4種類になります。

上皮組織の細胞とは、いちばん分りやすいものとして、皮膚の表皮の細胞ですかね。兎に角、体の内外問わず、組織や器官の表面を覆って、体や器官や組織を保護している細胞集団になります。ですから例えば心臓や肺、肝臓の表面も上皮細胞が覆っています。また管状の器官の管腔面もすべて上皮細胞が覆っています。例えば「酒飲みすぎて胃の粘膜が荒れてる...」とか言いますが、上皮細胞が表面を覆うことで胃の粘膜を保護する働きをしている訳ですね。外界と体内が繋がる管の表面という意味で、消化器系の食道、胃、小腸、大腸などの管の内腔面、呼吸器系の気管や気管支の内腔面、肺胞だって上皮細胞なんです。泌尿器系の尿道とか膀胱の内腔面も上皮細胞ですね。これらの上皮細胞は、消化液を作ったり、栄養を吸収したり、酸素を取り入れたり、味を感じたりと、保護だけでなく、いろんなことをしなくちゃいけないんですよね。外界と繋がる部分でじゃないので、少し理解しにくいのですが、閉じた空間の表面も表面なんで、前回の【7】で出てきた腹腔の空間の表面を覆う腹膜も上皮細胞の種類になります。また同じく閉じた空間として血管の内腔面を覆う細胞も上皮細胞の種類になります。

支持組織は支える...と書きましたが、細胞がその組織の特徴を示しているのではなく、その組織の細胞が分泌した細胞外基質に特徴があり、硬い順に書くと、骨組織、軟骨組織、結合組織、(それと血液)に分類されます。骨は骨細胞が硬いのではなく、骨芽細胞(こつが細胞)が作った基質が硬いんです。ちなみにリン酸カルシウム(85%)、炭酸カルシウム(10%)、リン酸マグネシウム(1.5%) が骨に硬さを与えています。細胞外基質として細胞が分泌するタンパク質の代表的なものとして、コラーゲン(膠原線維:こうげんせんい)と、エラスチン(弾性線維)があります。コラーゲンの線維が規則的に並んで束状に作られた器官として腱や靭帯があります。たまにスポーツ選手が切っちゃうやつですね。コラーゲンは引っぱりに対して非常に強い組織を作ります。それに対してエラスチンは弾性線維という日本語名から分るように弾力性のある線維です。耳は弾力性がありますよね。耳の軟骨は弾性線維を多く含む軟骨なんで弾性軟骨というんですよ。あと結合組織はイメージしにくいと思いますが、例えばタンスの下に防震・耐震粘着マットをしきますよね。例えると、それが結合組織です!細胞と細胞、組織と組織、器官と器官をくっつけているというような意味合いから結合組織という名前が付いています。ガーゼのような膜状のもの(基底膜、骨膜、筋膜など)や、スポンジのような中に多くの空間を持つもの(骨髄、脂肪組織など)があります。

さて、長くなりましたので、今回はここまでにしますが、図のそれぞれの臓器を見てみて、外界と接する表面を覆っているのは上皮組織、体内の表面を覆っているのは結合組織であるのが分りますか?!ではでは、つづきは次回のお楽しみ...
 
Photo_2

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ロボ DE 解剖学【7】人体内部の腔所

今回は、「人体内部の腔所」について話たいと思います。

【体腔】(たいくう):人の体の中には、脳、心臓、肺、肝臓、小腸などの臓器(器官)を収納する腔所があります。その腔所は、背側腔(はいそくくう)と、腹側腔(ふくそくくう)の2つに大別されます。またこれらを体腔といいます。

は「こう」と読むのが辞書的には正しいようで、生物学の方は「こう」と発音しているようですが、医学の世界では「くう」と読む習わしですので、そう発音して下さい。これは医学用語に「こう」と発音する用語が多かったため、腔を「くう」と発音するようになったとか、説はいろいろあるようです。「腔」は、囲まれた空間(腔所)に対して、この漢字を当てます。例えば、口の中は、口腔(こうくう)、鼻の中は、鼻腔(びくう)といった感じです。
 
 
《背側腔》は、骨によって取り囲まれた腔所で、脳、脊髄といった中枢神経系が入っています。脳が入っている腔所を、頭蓋腔(とうがいくう)といい、また、脊髄は脊柱(せきちゅう=背骨のこと)の中に入っていて、その腔所を、脊柱管といいます。※頭蓋を「とうがい」と発音するのも医学の方の慣習
 
Photo_2
図1:背側腔

《腹側腔》は、横隔膜を境に、肺、心臓などが入る胸部の腔所の胸腔と、肝臓、小腸、膀胱などが入る腹部の腔所の腹腔があります。さらに、この腹腔を、腹腔と骨盤腔(骨盤で囲まれた腔所)に分ける場合もあります。
 
Photo
図2:腹側腔

人の体腔には大切な器官が入っていますが、ロボットも、ロボット内部の腔所を利用して大事なパーツを納めています。例えばロボザックのバックカバーの内側の腔所には、脳・脊髄に相当するマイコンが入り、また、腹部の腔所には、循環器系(血管など)、消化器系、呼吸器系にあたるバッテリーが入っていますねよね。

人とロボットを比べるのには無理がありますが、腹側腔に関して大切な概念があります。図3に腹部の水平断の模式図を示しました。この図を見て、腎臓、血管は体の中に描かれていますね。背側腔を作る脊柱(背骨)やその中にある脊髄も体の中にありますね。では、例えば、描かれていない肝臓はどう描くといいかわかりますか?たぶん腹腔の腔所の中に肝臓を描くと思います。でも、それだけでは本当の正解にはならないとても大切なことがあります。腹腔は腹膜という膜で覆われています。この腹膜で覆われた腔を腹膜腔といいます。腹部には腹膜で覆われた風船が入っていると考えて下さい。そう考えた時、肝臓はこの風船の中に入ってないのです。肝臓は腹腔にあって、腹膜腔の中にないのです。ということを覚えておいて下さい。

 この図では、わざわざ体外の色と腹膜腔の色を同じ色で描きました。人の体ができる時、巻き寿司の様に、のり(=皮膚)の上に、具材(=臓器)を置き、クルクルっと上下左右から丸かるようにして出来上がります。腹膜腔は丸かることで閉ざされてできた空間=体の外と考えてみて下さい。だから風船の中に臓器はないのです。。。

と、中途半端なままお茶を濁したようで申し訳ありませんが、体腔とその膜に関してはまた別の機会にもう少し詳しくお話しする予定でいますので、今日はここまで。
 
Photo
図3:腹部水平断模式図


《TEA TIME》
運動の方向を示す用語の(2)の中で、分まわしに関して説明しました。その時は、上肢で考えていたので、サンプルコードを作れなかったのですが、下肢ではできることに気が付き、作ってみました。以下になります。RZ1Actionにコピペして試してみて下さいd(*⌒▽⌒*)b

’================================
 股関節分まわし、サンプルコード
’================================
'<--CAMERA -55,-5,85-->
'<--FOOTGROUNDING LEFT-->

CONST rpt=4
Dim i As Byte
’================================
GOSUB スタンダードポーズ
GOSUB 股関節分まわし
GOSUB スタンダードポーズ
END
’================================

’================================
股関節分まわし:
'<--FOOTGROUNDING LEFT-->
MOVE G6C,100,42,94,100,100,100
MOVE G6D,100,73,145,93,110,100
WAIT
DELAY 500

'サーボ21=30*sin(x)+93
'サーボ22=-20*cos(x)+130
for i=1 to rpt
MOVE G6D,100,73,145,101,111,100
MOVE G6D,100,73,145,108,113,100
MOVE G6D,100,73,145,114,116,100
MOVE G6D,100,73,145,119,120,100
MOVE G6D,100,73,145,122,125,100
MOVE G6D,100,73,145,123,130,100
MOVE G6D,100,73,145,122,135,100
MOVE G6D,100,73,145,119,140,100
MOVE G6D,100,73,145,114,144,100
MOVE G6D,100,73,145,108,147,100
MOVE G6D,100,73,145,101,149,100
MOVE G6D,100,73,145,93,150,100
MOVE G6D,100,73,145,85,149,100
MOVE G6D,100,73,145,78,147,100
MOVE G6D,100,73,145,72,144,100
MOVE G6D,100,73,145,67,140,100
MOVE G6D,100,73,145,64,135,100
MOVE G6D,100,73,145,63,130,100
MOVE G6D,100,73,145,64,125,100
MOVE G6D,100,73,145,67,120,100
MOVE G6D,100,73,145,72,116,100
MOVE G6D,100,73,145,78,113,100
MOVE G6D,100,73,145,85,111,100
MOVE G6D,100,73,145,93,110,100
next i
DELAY 500
RETURN

’================================
スタンダードポーズ:
MOVE G6A,100,73,145,93,100,100
MOVE G6B,100,18,94,100,100,100
MOVE G6C,100,18,94,100,100,100
MOVE G6D,100,73,145,93,100,100
WAIT
DELAY 1000
RETURN
’================================

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ロボ DE 解剖学【6】運動に関する用語(3)回旋:内旋・外旋

「運動に関する用語」の3回目、今回は「回旋(内旋・外旋)」です。
 
『動きをシミュレーションで観てみよう!』
回旋(内旋・外旋)も、動きをRZ1Acionで確認できるように、サンプルコードを、このブログの最後に付けましたので観てみて下さ〜い。
 
『回旋(内旋・外旋)について考えてみよう!』
【回旋(内旋・外旋)】(かいせん:ないせん・がいせん):回旋ですから、普通に、ねじる運動ですね!で、この回旋運動は、内旋・外旋の方向があります。図1に体幹の内旋・外旋を示しましが、正面の状態から外れる方向の回旋を外旋、正面に戻る回旋を内旋といいます。これは頸の回旋に関しても同じです。しかし、ロボザックは頸も体幹も実際は回旋はできませんねσ(^_^;)アセアセ...
 
Photo
図1:体幹の回旋

次に上肢の回旋についてみてみましょう。実は上肢も正しく説明ができる回旋運動をロボザックではさせられないんですよねσ(^_^;)アセアセ...けど、ま、無理矢理でも説明したいと思います。
《上腕の回旋》はロボザックではうまく動かせないので、みなさんの上肢でやってみましょう!p(´∇`)q ファイトォ~♪
1、正面の状態で、肘関節を直角に屈曲させましょう!手掌は上を向いた状態になりますね!
2、その状態で、上腕を軸に、手掌を左右に動かしてみましょう!
この時の動きが上腕の回旋になります。この際、手掌が正中に近づく方向へ動かした時(もし右腕なら左へ動かした場合)が内旋、正中から遠ざかる方向へ動かした時(もし右腕なら手掌を右へ動かした場合)が外旋になります。いいでしょうか!?
 
《回内・回外(かいない、かいがい)》先ほど書いた上腕の回旋は、内旋・外旋と表現される場合が多いと思いますが、前腕の回旋の場合、つまり、手掌が翻(ひるがえ)るような回旋運動は回内・回外といいます(図2・サンプルコード)。図は肩関節の回旋に伴って手掌も回旋しているのであって、本来の前腕の回旋とはちょっと意味が異なっているとは思いますが、ま、わかりますよね?!で、手掌を前に向けた親指が外側を向いている状態(正面)から、親指が内側になるような方向へ回旋する場合を回内、その逆が回外ということですね。覚えておきましょう!

Photo_2
図2:回内・回外
 
 
《内反・外反(ないはん、がいはん)》は、回内・回外の下肢版みないなものです(図3・サンプルコード)。足は、手のように大きく回旋しません。足は、過伸展して軸が水平になっていると考えればいいと思います。で、足底が内側向く場合が内反、その逆が外反になります。

Photo_4
図3:内反・外反
 
その他の運動に関する用語
【挙上・下制】(きょじょう・かせい):ロボザックにはさせることができない動きで、上下方向の動きになります。例えば、肩を上げ下げする動きですね。
【括約・散大】(かつやく・さんだい):これもロボザックにはない動きで、孔の開閉になります。例えば、自分の意志で動かせる筋ではないのですが、瞳孔括約筋と、瞳孔散大筋という筋があります。作用がそのまま筋の名称になっている筋なのでわかりますよね。瞳孔を開け閉めする筋ということになります。

ということで、今回は以上です!
次回は、「体の腔所」を予定しています。
お楽しみに。。。

'========================
' 回旋:内旋・外旋サンプルデータ
'========================
'<--FOOTGROUNDING LEFT-->
'<--CAMERA 0,0,80-->
CONST rpt=4
Dim i As Byte
SPEED 6

'====================
GOSUB スタンダードポーズ
GOSUB 回内回外
GOSUB スタンダードポーズ
GOSUB 内反外反
GOSUB スタンダードポーズ
END

'====================
回内回外:
SPEED 6
MOVE G6C,100,100,100,100,100,100
DELAY 500
SPEED 12
for i=1 to rpt
回内
MOVE G6C,40,100,100,100,100,100
回外
MOVE G6C,160,100,100,100,100,100
next i
DELAY 500
RETURN

'====================
内反外反:
SPEED 6
MOVE G6D,100,48,101,162,100,10
DELAY 500
for i=1 to rpt
内反
MOVE G6D,80,48,101,162,100,10
外反
MOVE G6D,120,48,101,162,100,10
next i
DELAY 500
RETURN

====================
スタンダードポーズ:
SPEED 6
MOVE G6A,100,73,145,93,100,10
MOVE G6B,100,18,94,10,10,10
MOVE G6C,100,18,94,100,100,100
MOVE G6D,100,73,145,93,100,10
WAIT
DELAY 500
RETURN

'====================

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ロボ DE 解剖学【5】運動に関する用語(2)内転・外転

「運動に関する用語」の2回目、今回は「内転・外転」です。
 
『動きをシミュレーションで観てみよう!』
前回の屈曲・伸展と同じ様に、内転・外転の動きをRZ1Acionで確認できるように、サンプルコードを、このブログの最後に付けましたので観てみて下さいね。
 
『内転・外転について考えてみよう!』
【内転・外転】(ないてん・がいてん):外転は正中線から外側方向へ離す動き、内転は、正中線に近づける動きをいいます。
 
《頸や腰》の場合、正中線から離れるのが外転なので、右に曲げる場合も、左に曲げる場合も外転になります(図1)。前回の前後方向へ曲げる場合の屈曲・伸展は、前屈・後屈(背屈)という言い方もあり、これに対応する横に曲げるいいかたは、側屈といいます。
《手首(手関節)》の場合も、「手首を曲げる」という表現をつかいますね。バイバイと手首を横に振る場合が内転・外転の運動で、(正面の定義から)、小指側に傾ける場合が内転、親指側に傾ける場合が外転になります。方向用語として、上肢の小指側を尺側、橈側といいますが、手首は曲げるという意味合いから、尺屈(しゃっくつ)・橈屈(とうくつ)という言い方もあります。※足首に関しては次回。
 

Photo_3
図1:体幹の内転・外転
 
《肩関節や股関節》の場合は、曲げるという表現でなく、「ひらいて・とじて」といった表現になるかと思います。図2に示したように、緑色の方向へ動かす場合が正中線から離れるため外転、元に戻す黄色の方向へ動かす場合が内転となります。
《手足の指》も「ひらいて・とじて」と表現しますよね。指の場合の内転・外転は、正中線ではなく、中指が基準線になっているので注意が必要です。もし正中線を基準にしてしまうと指を開いた時、薬指と小指は内転!?ってことになってしまいますから、それはおかしいですもんね。従って、中指から離れる動きが外転、中指に近づく動きが内転になります。中指自身は、頸や腰の場合と同じ様に、どちらへ動かしても外転、元の位置に戻す動きが内転になります。
 

Photo_4
図2:肩関節、股関節の内転・外転
 
《その他》
【分まわし】(ぶんまわし):屈曲・伸展と、内転・外転の両方ができる関節の場合、これらを同時に行うような形で、首、腕、足をぐるぐる回すような動きができます(例:前屈ー側屈ー後屈ー側屈ー前屈....)。この様な動きを「分まわし」といいます。モーションのサンプルが作れるかなぁと思ったけど、ロボザックでは、どうも無理っぽいですね。と書きましたが、下肢でできました(汗)
こちらにサンプルコードを載せましたのでご覧下さい

ということで、今回は以上です!
次回は、「運動に関する用語(3)回旋、他」を予定しています。
お楽しみに。。。

'******************************************
' 内転・外転のサンプルコード
'******************************************
'<--FOOTGROUNDING RIGHT-->
'<--CAMERA 0,0,80-->
CONST rpt=4
DIM i As BYTE
SPEED 6

'========================
' 内転・外転
'========================
GOSUB スタンダードポーズ
GOSUB 肩関節の内転・外転
GOSUB 股関節の内転・外転
GOSUB スタンダードポーズ
END

'========================
肩関節の内転・外転:
MOVE G6C,100,18,94,100,100,100
DELAY 500

FOR i=1 TO rpt
'外転
MOVE G6C,100,65,94,100,100,100
'内転
MOVE G6C,100,18,94,100,100,100
NEXT i
DELAY 500
RETURN

'========================
股関節の内転・外転:
'<--FOOTGROUNDING RIGHT-->
MOVE G6B,100,42,94,100,100,100
MOVE G6A,100,73,145,93,100,100
DELAY 500

FOR i=1 TO rpt
'外転
MOVE G6A,100,73,145,93,135,100
'内転
MOVE G6A,100,73,145,93,100,100
NEXT i
DELAY 500
RETURN

'========================
スタンダードポーズ:
MOVE G6A,100,73,145,93,100,100
MOVE G6B,100,18,94,100,100,100
MOVE G6C,100,18,94,100,100,100
MOVE G6D,100,73,145,93,100,100
WAIT
DELAY 500
RETURN

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ロボ DE 解剖学【4】運動に関する用語(1)屈曲・伸展

今回から何回かで「運動に関する用語」について説明したいと思います。体の動きは、骨と骨が関節という可動性の連結により繋がっていて、筋肉が収縮することにより関節部分で、体が曲がったり、開いたり、ねじれたりといった動きが生じます。これらの動きには、「屈曲・伸展(くっきょく・しんてん)」、「内転・外転(ないてん・がいてん)」、「回旋(内旋・外旋)(かいせん:ないせん・がいせん)」といった名称が付けられています。
 
『動きをシミュレーションで観てみよう!』
今回は「屈曲・伸展」に関して説明したいと思います。屈曲・伸展の動きをRZ1Acionでシミュレーションできるように、サンプルコードを、このブログの最後に付けました。RZ1Acionを起動し、エディットフィールドに、そのサンプルコードをコピー&ペーストし、「再生」ボタンをクリックし、屈曲・伸展の動きを見て下さい。※なおこのサンプルコードは、RZ1Acionは最新版をお使い下さい。また、プログラミングシミュレータでは使えないコードなのでご了承下さい。
 
『屈曲・伸展について考えてみよう!』
屈曲・伸展(くっきょく・しんてん)は、曲げ伸ばしの運動(屈伸運動)ですから理解しやすいと思いますが、一般には、首(頸)を曲げる、お腹/腰を曲げる、肘を曲げる、手首を曲げる、膝を曲げる、もしくは、これらを伸ばすといった感じでいいますね。でも肩関節や股関節の様な多軸性の関節(いろいろな方向へ動く関節)の場合、曲げる/伸ばすとはあまり言わないみたいですよね。屈曲・伸展は、軸(2本の骨を想像して下さい)を折り曲げて近づける動きを屈曲といい、折れ曲がった状態の軸をまっすぐにする動きを伸展になります。また、基本的に前後方向へ動かす運動と考えるといいかもしれません。ただ図1の股関節と膝関節の屈曲の向き、もしくは伸展の向きをから、前方向が屈曲、後ろ方向が伸展というのでないので注意して下さいね。それから、例で挙げた、首(頸)、お腹/腰も、いろんな方向へ動かせる部分です。これらも前に曲げる時が屈曲、まっすぐにする運動が伸展です。つまり、横に曲げる場合は、屈曲・伸展とは言わないので注意して下さいね。

《手関節、肘関節の屈曲・伸展》 は、理解はできると思いますが、以前書いた正面の定義を思い出して下さい。親指を外側に向けた状態が正面でしたね。正面の状態から、手首、肘を曲げたり/伸ばしたりすれば、前後方向へ動きますよね!

《肩関節の屈曲・伸展》は、少し理解しにくいですが、前後方向が屈曲・伸展なので、上腕骨を前に動かす(前習え!する)のが屈曲、後ろへ持っていくのが伸展になると考えて下さい。

《足関節》も、理解しにくい場所です。背伸びは、屈曲なのでしょうか? 伸展なのでしょうか? 伸びるからやはり伸展なんでしょうか? 足関節に屈曲と伸展という用語を当てはめるのならば、背伸びは屈曲になると思います。背伸びしたときに、下腿と足がまっすぐになるので伸展しているような錯覚になってしまいますが、足首は、もともとの状態が過伸展された状態なんです。手を足に見立てて、手掌を机の上において、手関節を屈曲・伸展をしてみれば理解できると思います。
 そういった足関節は理解しにくい動きなので、足底方向へ動かす場合を底屈(ていくつ)、足背方向へ動かす場合を背屈(はいくつ)という言い方をします。どちらへ動かしても屈曲扱いってことですね。《手関節》も、同様な言い方があり、掌屈(しょうくつ)、背屈といいます。
 
 
Photo
図1:股関節、膝関節の屈曲・伸展
 
ということで、今回は以上です!
次回は、「運動に関する用語(2)内転・外転」を予定しています。
お楽しみに。。。

-------------------------------------
 予定
運動に関する用語(1)
【屈曲・伸展】(くっきょく・しんてん)
【背屈・掌屈】(はいくつ・しょうくつ)
【背屈・底屈】(はいくつ・ていくつ)

運動に関する用語(2)
【内転・外転】(ないてん・がいてん)
その他:【分回し】(ぶんまわし)

運動に関する用語(3)
【回旋(内旋・外旋)】(かいせん:ないせん・がいせん)
【回内・回外】(かいない・かいがい)
【内反・外反】(ないはん・がいはん)

その他
 【挙上・下制】(きょじょう・かせい)
 【括約・散大】(かつやく・さんだい)
-------------------------------------

'******************************************
' 屈曲・伸展のサンプルコード
'******************************************
'<--ROBOTINITIALSTATE-->
' <--SCREEN 400-->
' <--CAMERA 0,0,80-->
' <--DIR G24,1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,0-->
' <--COUNT 1-->
' <--ROBOT -->
' <--NAME ROBOT#1-->
' <--BODY_POS 0.0,0.0,0.0-->
' <--BODY_ANGLE 0.0,0.0,0.0-->
' <--FOOTGROUNDING FREE-->
' <--MOVE G24,100,73,145,93,100,0,100,18,94,0,0,0,100,18,94,0,0,0,100,73,145,93,100,0-->
' <--/ROBOT-->
'<--/ROBOTINITIALSTATE-->

MOVE G24,100,73,145,93,100,100,100,42,57,100,100,100,156,60,94,100,100,100,100,73,145,93,100,100
DELAY 1000
'<--CAMERA 0,22,80-->

CONST rpt=4
Dim i As Byte

SPEED 8

'===============================
'肘関節の屈曲・伸展
for i=1 to rpt
'屈曲
MOVE G6C,156,60,20,100,100,100
’伸展
MOVE G6C,156,60,100,100,100,100
next i
DELAY 1000
'===============================

MOVE G24,105,73,145,93,94,100,100,71,97,100,100,100,100,71,97,100,100,100,100,73,99,140,120,100
DELAY 1000
'<--CAMERA -47,20,80-->

'===============================
'股関節の屈曲・伸展
for i=1 to rpt
’伸展
MOVE G6D,100,73,99,82,120,100
'屈曲
MOVE G6D,100,73,99,140,120,100
next i
DELAY 1000
'===============================

MOVE G24,100,73,145,93,100,100,100,18,94,100,100,100,100,18,94,100,100,100,100,73,145,93,100,100
'<--FOOTGROUNDING RIGHT-->
MOVE G24,100,48,150,150,113,100,100,71,97,100,100,100,100,71,97,100,100,100,105,73,145,93,94,100
DELAY 1000
'<--CAMERA 72,20,80-->

'===============================
'膝関節の屈曲・伸展
for i=1 to rpt
'屈曲
MOVE G6A,100,48,93,150,113,100
’伸展
MOVE G6A,100,48,150,150,113,100
next i
DELAY 1000
'===============================

MOVE G24,100,57,122,133,113,100,100,71,97,100,100,100,100,71,97,100,100,100,105,73,145,93,94,100
DELAY 1000
'<--CAMERA 13,-5,87-->

'===============================
'※距腿関節の屈曲・伸展=背屈・底屈
for i=1 to rpt
'屈曲
MOVE G6A,100,86,122,133,113,100
’伸展
MOVE G6A,100,14,122,133,113,100
next i
DELAY 1000
'===============================

MOVE G24,100,73,145,93,100,100,100,18,94,100,100,100,100,18,94,100,100,100,100,73,145,93,100,100
DELAY 1000
'<--CAMERA 0,18,87-->

'===============================
'※肩関節の屈曲・伸展
for i=1 to rpt
'屈曲
MOVE G6C,158,18,94,100,100,100
’伸展
MOVE G6C,74,18,94,100,100,100
next i
DELAY 1000
'===============================

'===============================
'スタンダードポーズ
MOVE G24,100,73,145,93,100,100,100,18,94,100,100,100,100,18,94,100,100,100,100,73,145,93,100,100
'******************************************

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ロボ DE 解剖学【3】体の各部の名称(2)

前回のつづきで、今回は下肢と体幹です。

【下肢】(図1):下肢は骨盤のところの、一般に"足の付け根"と言われるところで体幹とつながっています。"足の付け根"は、「鼠径(そけい)部」(図2)といいます鼠径部には、一般に"こしぼね"と言われる腸骨(ちょうこつ)の「上前腸骨棘(じょうぜんちょうこつきょく)」と、恥骨の左右の恥骨がつながる辺り(骨盤の前の中央部)の「恥骨結節(けっせつ)」がつながる「鼠径靭帯(じんたい)」が張っています。さらにこの靭帯の上には鼠径管」があり、とても大切なものが、その管の中を通っています(別の機会にお話します)。また下には、大腿動脈、大腿静脈、腸腰筋などが通っており、足への通路となっています。下肢は、股、膝(ひざ)、足首のところに主な関節があり、それぞれ、股関節、膝関節、足関節(距腿関節)といいます。またそれぞれによって区切られ、大腿(だいたい)下腿(かたい)となります。

また膝の後ろの部分はへこんでいて、肘の肘窩と同じように窩を付けて「膝窩(しつか)」といいます。あと、ふくらはぎは「腓腹(ひふく)」、足の甲は「足背(そくはい)」、足の裏は「足底(そくてい)」といいますので、覚えておいて下さいね。
 

Photo
図1:下肢
 
【体幹(前面)】(図2):体幹は、頭部、頸部、胸部、腹部に分けることができます。一般には首と書きますが、頸(くび)という漢字を使います。頸の後ろは項(うなじ)で一般に使われる言葉と同じですね(図3)。また前頸部と後頸部ともいいます。胴体部分の胸部と腹部は横隔膜/肋骨(ろっこつ)最下部で分けられます。また腹部を腹部と骨盤とに分けたりします。
 

Photo_2
図2:体幹(前面)
 
【体幹(後面)】(図3):鎖骨上部、肩甲部、肩甲下部と分けて書きましたが、この部分が背部、腰の部分は腰部になり、おしりが「殿部(でんぶ)」といいます。また、ちょうど背骨の辺り、背骨のことを「脊柱(せきちゅう)」というので「脊柱部」といいます。あと股の間は「会陰(えいん)部」といいます。


Photo_3
図3:体幹(後面)
 
ということで、今回は以上です!
次回は、「運動に関する用語」を予定しています。
お楽しみに。。。

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ロボ DE 解剖学【2】体の各部の名称(1)

あまり覚えることが多くなってしまうと飽きてしまうといけませんので、何回かに分けて「体の各部の名称」について、またロボザックさんをモデルに説明していきたいと思います。

【体幹・体肢】(図1):本によって若干異なっているかもしれませんが、体は、頭、首、胴体部分、体の幹となっている部分ということから、体幹(たいかん)と、体幹からの枝分かれ(選択肢とか分肢の肢)ということから、腕や足の部分の体肢(たいし)の、大きく2つの部分に分けられます。また体肢は4本あるため四肢(しし)ともいいますので覚えておいて下さいね。この四肢ですが、第1回目では、腕、足と表現してきましたが、それでは正確に伝わらない場合があります。腕と表現してた部分は上肢(じょうし)と、足と表現してた部分は下肢(かし)といいますので使ってみて下さいね。あと、上肢・下肢は、第1回で説明した上方・下方と同じく、やはり2足歩行なので上下なんですが、4つ足動物の場合は、前肢・後肢といいますので注意して下さいね。
 

Photo
図1:体幹・体肢
 
 
【上肢】(図2):上肢は「肩」の部分で体幹とつながっています。上肢の主な関節には肩、肘(ひじ)、手首の部分の「肩関節(かたかんせつ)」、「肘関節(ちゅうかんせつ)」、「手関節(しゅかんせつ)」の3つがあり、肩と肘の間の部分を「上腕(じょうわん)部」、肘と手首の間の部分を「前腕(ぜんわん)部」、手首から先を「」と区分されています。なお、図2には手関節の部分に「橈骨手根関節(とうこつしゅこんかんせつ)」と書きましたが、手関節とイコールです。なぜ橈骨手根関節というのかは、後々、話したいと思います。

あと、脇の下は、腋窩(えきか)といいます。漢字は一般には脇(わき)という字を使いますが、腋(わき)の方の字を使います。肘の曲げる側は、肘窩(ちゅうか)といいます。解剖学用語として、くぼんでいる部分には、穴ぼこの意味の「窩(か)」という漢字を使いますので覚えておいて下さいね。

Photo_2
図2:上肢
 
その他
 上肢帯(じょうしたい):体幹と上肢の連結部分
 肘頭(ちゅうとう):肘(ひじ)を曲げた時に突出する部分
 手掌(しゅしょう):掌(てのひら)のこと
 手背(しゅはい):手の甲のこと

ということで、今回は以上です。
次回は、「体の各部の名称」の2回目をお話しします。
では、お楽しみに。。。
 

 

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