調整可能なジオメトリのローリングバランスボードのバランスをとるスキルを評価し、反応時間遅延を推定するためのツールとして

パフォーマンスのバランスと反応時間の関係は、調整可能な物理パラメーターのローリングバランスボードでバランスをとるヒト被験者について調査されます。バランスのパフォーマンスの明確に定義された尺度は、被験者がバランスボードで特定のジオメトリ（R、H）とバランスをとることができるかどうかです。バランス能力は、遅延比例誘導型フィードバック制御を条件として、基礎となる2度フリードームの機械モデルの安定性にリンクされています。異なる感覚知覚には、異なる階層フィードバックループでの異なる反応時間が含まれますが、その効果は単一のしこりの反応時間遅延としてモデル化されています。安定性は、機械モデルの時間遅延の観点から調査されます。遅延が臨界値（臨界遅延）よりも大きい場合、フィードバック制御は安定しません。15人の人間の被験者による一連のバランストライアルは、より大きな重大な遅延に関連するバランスボードよりも、より小さな重大な遅延に関連するバランスボード構成のバランスをとることがより困難であることを示しています。実験では、ローリング半径Rの変化が、ボードの標高Hの同じ変化よりもタスクの難易度の大きな変化をもたらすことを機械モデルの特徴を検証します。したがって、2つの明確に定義されたパラメーターRとHを特徴とするローリングバランスボードは、人間のバランスをとって、対応する一時停止反応時間遅延を推定するのに役立つデバイスになります。

The relation between balancing performance and reaction time is investigated for human subjects balancing on rolling balance board of adjustable physical parameters: adjustable rolling radius R and adjustable board elevation h. A well-defined measure of balancing performance is whether a subject can or cannot balance on balance board with a given geometry (R, h). The balancing ability is linked to the stabilizability of the underlying two-degree-of-freedom mechanical model subject to a delayed proportional-derivative feedback control. Although different sensory perceptions involve different reaction times at different hierarchical feedback loops, their effect is modelled as a single lumped reaction time delay. Stabilizability is investigated in terms of the time delay in the mechanical model: if the delay is larger than a critical value (critical delay), then no stabilizing feedback control exists. Series of balancing trials by 15 human subjects show that it is more difficult to balance on balance board configuration associated with smaller critical delay, than on balance boards associated with larger critical delay. Experiments verify the feature of the mechanical model that a change in the rolling radius R results in larger change in the difficulty of the task than the same change in the board elevation h does. The rolling balance board characterized by the two well-defined parameters R and h can therefore be a useful device to assess human balancing skill and to estimate the corresponding lumped reaction time delay.