原 著 <Contribution>The role of the joints of the human arm in controlling the bow-force of violin playing, by Koji SHIBUYA & Shigeki SUGANO. バイオリン演奏の弓圧調節における 上 肢 各 関 節 の 役 割 分 担* 渋 谷 恒 司**,菅 野 重 樹*** Human can control the forces on his hands with the finger-arm coordination. This study aims to clarify the role of the joints of human arm in controlling the bow-force of the violin playing which is regarded one of the examples of finger-arm coordination. In the experiments, down-bow and up-bow which are the most basic play in violin playing are played with three different bow pressure by two professional players and two inexperienced persons. The bowing motions were measured by 3D-Video Tracker System, and the bow-force was measured by strain gauges on the bow. The torques of their right arm joints were calculated by the Newton-Euler method. From the analysis of the joint torques, it is clarified that the professional players can use their wrist to control bow-force but the inexperienced persons can not, and the role of the shoulder joints and wrist joints of professional players are divided clearly. 人 間 は 指 と腕 を協 調 さ せ る こ とに よ っ て,対 象物 に か け る力 な どを微 妙 に 制 御 す る こ とが で き る. 本 論 文 で は,こ の よ うな 指 と腕 の協 調 に よ る微 妙 な 力 制 御 が 必 要 な例 と して バ イ オ リン演 奏 の ボ ー イ ング 動 作 を と りあ げ,そ の 弓圧 制 御 に お け る右 腕 の各 関 節 の 役 割 分 担 を工 学 的 に明 らか にす る こ とを 目 的 と した.被 験 者 は,熟 練 者 とし て職 業 演 奏 家2名,未 経 験 者2名 の計4名 と した.演 奏 はバ イ オ リ ン演 奏 にお い て最 も基 本 的 と考 え られ るA線 全 弓 で の 演 奏 と し,こ れ を 弓 圧 を3段 階 に分 け て弾 い て も らっ た.右 腕 の動 作 は三 次 元 動 態 分 析 装 置,弓 圧 は 弓 に 取 りつ け た ひ ず み ゲ ー ジで 計 測 し た.そ れ らの 計 測 デ ー タ か ら各 関節 トル ク を ニ ュー トンーオ イ ラ ー法 で 算 出 し,分 析 を行 っ た.そ の結 果,熟 練 者 は 手 関 節 で 弓圧 の制 御 を行 う な ど,各 関 節 の役 割 分 担 が 明 確 に な っ て い るの に対 し て,未 経 験 者 では明確でないことが明らかとなった. (キーワー ド:指一腕 協調,関 節 トルク,動 作分析,バ イ オ リン 演 奏) 1.緒 言 人 間 は上 肢 に よって様 々 な作 業 を行 うこ とが で きる. そ のな かで も,対 象物 にか ける力 な どを微妙 に制 御す る必 要が あ る作 業 で は,その制 御 の良 し悪 しが作 業結 果 に大 き く影響 す る.こ の よ うな上 肢 の微妙 な制 御能 力 を獲 得 す るに は長 期間 の訓練 によ る熟練 が必要 で あ ろう. この よ うな作 業 を,人 間 は指 と腕 に配 置 された多 く の 自由度 を協調 させ る こ とに よっ て実現 してい る.し か しなが ら,その際,指 と腕 の各 自由度 が どの よ うな 制 御規 範 で協調 運動 してい るのか は,十分 に明 らか に な ってい る とはい えな い. 本研 究で は腕 の各 関節 の役 割分 担 に焦点 を しぼ り, 指-腕協 調 に よ る微 妙 な力制 御 を必 要 とす る作 業 にお け る,人間 の腕 の各 関節 の役 割分 担 を工学 的 に明 らか にす る こ とを目的 とした. 以上 の よ うな,指 と腕 の巧 み な協調 が必 要 な熟 練 作 業 にお ける人 間 の指 ・腕 の運 動生 成 のメ カニ ズム を明 らか にす る こ とが で きれ ば,次 の よ うな幅 広 い応 用 が *1994年11月11日 受付 **早稲 田 大 学 大学院理工学研究科 Graduate School of Science and Engineering, Waseda Univ. ***早稲田大学 理工学部 School of Science and Engineering, Waseda Univ. 原著 ・バ イオ リン演 奏 の弓圧調 節 にお ける上肢 各関節 の役割 分担347