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Visual-motor transformation mechanism of voluntary arm movement using gaze measurement.

Research Project

Project/Area Number 16K00235
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

Fukumura Naohiro  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90293753)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsアイ・ハンド コーディネーション / 線描画運動 / 視線計測 / 腕運動制御 / 線描画 / 運動間欠性 / アイ・ハンド・コーディネーション / 視覚運動変換 / 固視点 / 運動の間欠性 / 認知科学 / 知覚情報処理 / 人間計測 / 視覚・運動変換
Outline of Final Research Achievements

In human line-drawing movement, in order to cope with the delay of visual feedback, we properly control the gaze position and obtain the information necessary for arm movement control. In order to investigate such eye-hand coordination control mechanism, a simultaneous measurement experiment of the position of the pen and the gaze during line-drawing was performed. As a result, we clarified the difference of gaze pattern between the feed-forward control based on the motion planning before the start of drawing and feedback control based on the online visual information when tracing the line. In addition, when drawing a line, it was confirmed that we confirm several points on the desired curve line that should be passed before drawing, and draw so as to pass through that point. Furthermore, when tracking a moving target, we suggest that the saccade may cause discontinuity in pen movement.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒトが線描画運動においては,運動開始前の運動計画に基づくフィードフォワード制御と,運動中に得た視覚情報による予測に基づくフィードバック制御の組合わせにより,視覚フィードバックの遅れを補償して,正確に線を描いていると考えられているが,その制御スキームはまだ解明されていない.本研究における視線との同時計測実験の結果,制御スキームの違いによる視線運動の相違を見出したことは,両方の制御スキームを組み合わせた制御モデルの構築に寄与し,ヒトの運動制御のメカニズムの解明につながると期待できる.また,ここで得た視線運動の傾向が,描画の正確性と相関があることが示され,書字運動の練習などにも役立つ可能性がある.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Presentation] Analysis of fixation points before and during writing a line2019

    • Author(s)
      Naohiro Fukumura, Ikuma Sunabe
    • Organizer
      29th Annual Neural Control of Movement Meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 視野を制限した際のなぞり書き時の視線解析2019

    • Author(s)
      丸山智也,福村直博
    • Organizer
      電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ウェーブレット解析を用いた線描画時における運動間欠性と眼球運動 の関連性の解析2019

    • Author(s)
      長田大和,福村直博
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 目標追従運動となぞり描き運動における運動間欠性の解析2018

    • Author(s)
      長田大和,福村直博
    • Organizer
      第12回 Motor Control 研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] サッケード発生パターンに基づくなぞり運動中の手と眼球の協調制御の解析2018

    • Author(s)
      中村 晋之介,宍戸 恵美子,福村 直博
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Eye movement as action prediction when humans trace a line2017

    • Author(s)
      Emiko Shishido, Norio Ozaki, Keiji Imoto, Norihiro Sadato, Naohiro Fukumura
    • Organizer
      第11回Motor Control研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 曲線をなぞる運動におけるサッケード位置の解析2017

    • Author(s)
      中村晋之介,尾崎紀夫,定藤規弘,井本敬二,宍戸恵美子,福村直博
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      豊橋技術科学大学
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of eye-movement when drawing a line2016

    • Author(s)
      Emiko SHISHIDO, Shuntaro OKAZAKI, Keiji IMOTO, Norihiro SADATO, Naohiro FUKUMURA, Norio OZAKI
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜)
    • Year and Date
      2016-07-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 生体運動制御システム研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bmcs.cs.tut.ac.jp

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 情報・知能工学系 生体運動制御システム研究室

    • URL

      http://www.bmcs.cs.tut.ac.jp

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 豊橋技術科学大学 情報・知能工学系 生体運動制御システム研究室

    • URL

      http://www.bmcs.cs.tut.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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