古川「筆跡に関する行動科学的研究」

• 古川　猛「筆跡に関する行動科学的研究−書字速度によるひらがな書字運動のモデル−」/法科学研修所 第１８期研修報告集

　古川氏のこの論文は、書字速度の波形が筆跡のストロークに対応していることを明らかにし、速度波形をガウス型波形に近似する手法を用いることを提案、そして（中略）速度データから2次元の字形を整斉しているところなどが興味深い。その意味で、書字速度と個人性などに興味を持つ人にはおもしろい論文だと考える。

　一方で、この論文の「1.はじめに」〜「2.運動記憶研究の流れ」の部分は、文字を書くことと運動記憶の研究との関係が極めてわかりやすくまとめられている。この部分は、速度の分析手法に限らず、書字運動について研究を始めたいと思っている人にとって極めて参考になるものと思う。以下、その要点を抜き出させていただく。（なお、この論文自体もお薦めではあるものの、内部資料であるため、閲覧許可が必要だそうです。）

書字の記憶とモデル化 p.1

• 図形パターンとして脳内に記憶している
• 筆跡を作り出す運動が記憶されている

• 筆跡に関わる運動学習の諸理論から、複雑な書字運動をある側面から単純にモデル化する方法が有効であると考える。
• 例：アルファベット文字を対象として研究された書字運動のモデル化手法
  • ストロークの書字速度の重ねあわせにより筆跡を生成したPlamondonのモデル
  • 描画運動における描画速度・曲率・角速度の関係を示したViVianiの2/3 power law

運動記憶研究の流れ

1. 閉回路制御理論から汎用運動プログラム理論へ
   • スキーマが自動的に走る　／　フィードバックによる再計画または修正
     ※ 仁平義明：汎用運動プログラムをめぐる運動記憶研究の展開−書字の問題を中心に,心理学評論, 34(3), pp.358-382,(1991).
     ※J. Ｅ. メイザー, 磯　博行, 坂上貴之, 川合信幸訳：メイザーの学習と行動第２版, 二瓶社, pp. 303-325(1999).
   
   
2. 書字スリップと空書行動
   ※仁平義明：書字slipの実験的誘導−書字運動プログラムのpre-activationの効果−, 日本心理学会第48大会発表論文集, P278(1984).
   ※佐々木正人『からだ：認識の原点』（認知科学選書15）/1987,東京大学出版会
   
   
3. 記憶論からみた運動記憶
   • 潜在記憶：書字運動などに見られる、ある一定のしぐさを繰り返す癖は動作記憶に分類され、手続き記憶の役割が大きいものと考えられる。
     ※乾　敏郎編：認知心理学2 記憶, 東京大学出版会, Pp. 209-224(1995).
   
   
4. 描画運動にみる法則性
   • 楕円描画運動をオンラインで収集し、解析した結果、ペン先の運動の接線方向の速度、角速度、曲率、曲率半径に法則性があること
     ※Viviani, P. and Cenzato, M.: Segmentation and coupling in complex movements. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance., 11 (6), 828-845 (1985).
   
   
5. 計算論の分野における運動学習
   • 手先の現在の位置から目標物までの二点間の弾道運動の解析から、手先の運動の速度波形は、ベル型を成すこと
     ※川人光男：脳の計算理論, 産業図書, Pp. 235-301(1996).
     ※伊藤正男, 佐伯　胖編：認識し行動する脳−脳科学と認知科学, 東京大学出版会, Pp. 150-181(1988).
     
     
   • モデル化の試み１：躍度最小モデルminimum-jerk model
   • モデル化の試み２：トルク変化最小モデルminimum-torque-change model
     ※Uno, Y., Kawato, M. and Suzuki, R.: Formation and control of optimal trajectory in human multijoint arm movement. Biological Cybernetics., 61, 89-101(1989).
     
     
   • モデルの応用：楕円描画運動への応用
     ※Wann, J., Nimmo-Smith, I. and Wing, A. M.: Relation between velocity and curvature in movement: equivalence and divergence between a power law and a minimum-jerk model. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance., 14(4), 622-637 (1988).
     
     
   • モデルの応用：アルファベット書字運動への応用（躍度最小モデル）
     ※Edelman, S. and Flash, T.: A model of handwriting. Biological Cybernetics., 57, 25-36(1987).
     
     
   • モデルの応用：楕円描画運動への応用（トルク変化最小モデル）
     ※和田安弘, 小池康晴, 川人光男：連続書字運動の計算論的モデル, 電子情報通信学会論文誌, J76-D-�U(11), 2400-2410 (1993).
     
     
6. 書字運動のモデル
   • ペン先の速度及び加速度、ストロークの空間情報をサイン波、三角波などとして近似し、書字運動の軌跡として筆跡を再現しようするもの
     ※Plamondon, R. and Maarse, F. J.: An evaluation of motor models of handwriting. IEEE Transactions on systems, man, and cybernetics., 19(5), 1060-1072(1989).
     ※Hollerbach, J. M.: An oscillation theory of handwriting. Biological Cybernetics., 39, 139-156(1981).
     ※Morasso, P. and Mussa, Ivaldi, F. A.: Trajectory formation and handwriting: A computational model. Biological Cybernetics., 45, 131-142(1982).
     ※Plamondon, R. and Guerfali, W.: The generation of handwriting with delta-lognormal synergies. Biological Cybernetics., 78, 119-132 (1998).