DefMuscle
筋骨格モデル開発ツール Def Muscle（デフ マッスル）は、国立研究開発法人情報通信研究機構 脳情報通信融合研究センター 脳情報通信融合研究室で開発された筋肉の形状および干渉による変形を考慮した新しい仮想人体筋骨格モデルによる運動解析ツールです。
従来モデルでは表現しきれなかった肩や体幹などの複雑な筋肉の位置関係や、筋力の作用ベクトルを表現します。

利用分野・用途

人間工学
バイオメカニクス(リハビリ・スポーツ)
運動神経科学
解剖学の教育支援

近年、コンピュータを用いた3次元ビジュアライゼーションツールが教育支援に活用されていますが、姿勢変化に応じた筋肉の形状変化を表示できるツールはほとんどありません。
この機能を有する本モデルは、理学療法士、整形外科医、スポーツインストラクターの教育支援に有効です。

運動の脳神経科学

この分野で多く扱われる上肢到達運動の解析・シミュレーションを、肩の詳細な筋情報を用いて行います。
姿勢に応じて変化する筋機能の情報を取得することで、脳がどのように姿勢変化へ対応しながら筋を制御しているのかを研究できます。

バイオメカニクス関連分野

人間工学、リハビリテーション、スポーツなどのバイオメカニクス関連分野では、各筋が関節に対してどのような作用を及ぼすかが重要な評価指標の一つです。
本モデルはその点を重視しているため、関連分野における解析精度の向上に貢献します。
また、重要性が指摘されている肩関節や肩甲骨周辺の筋肉を詳細に解析できることも大きな特長です。

特長

PCベースで、筋肉同士・筋骨格間の干渉を伴う筋肉の3次元形状変形を実現します。

　

筋肉の形状の3次元格子表現

質点を持つ3次元格子構造によって筋肉の3次元形状を表現

Def Muscleの筋肉の形状の3次元格子表現
Def Muscle の筋肉の形状の3次元格子表現

 

干渉の回避

筋や骨との干渉を考慮することで不自然な状況を回避

Def Muscleの干渉の回避
Def Muscle の干渉の回避

 

骨の姿勢に応じた筋肉の変形

姿勢変化による力の作用に関する情報も得られるため運動解析や動力学計算にも応用

Def Muscleの骨の姿勢に応じた筋肉の変形
Def Muscleの骨の姿勢に応じた筋肉の変形

 

動作環境

ハードウェア
備考
OS Windows 7以降
GPU グラフィックボード
メモリ 6GB以上
ビデオカード NVIDIA CUDA対応ボード
開発環境 MathWorks社製MATLAB（2016a以降）または Java Development Kit（ 1.6.0以降）
開発言語 Java3D 1.51, J3d-vrml97, CUDA 5.0, jCUDA 0.5.0

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