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Hybrid system of electric stimulation and haptic feedback to advance rehabilitative training for independent movement of wrist and fingers

Research Project

Project/Area Number 16K01555
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

Kikuchi Takehito  大分大学, 理工学部, 教授 (10372137)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords福祉工学 / リハビリテーション
Outline of Final Research Achievements

The rehabilitation robot for hand, “ReRoH,” was developed in order to advance rehabilitative training for independent movement of wrist and fingers. The ReRoH consists of a main body, an external controller and a game controller. The ReRoH installs an ER Brake to generate senses of force to wrists, and an electric stimulation (ES) to stimulate paralyzed muscle of a wrist and fingers. The ReRoH also installs a Leap Motion sensor for hands coordinate. We investigated the optimal area of the sensor. By using this sensor, we suggested a new way to assess motor functions of fingers and hands. We experimentally investigated optimal muscle for the ES and effect of its voltage. According to the results, common digital extensor muscle is the best muscle for its purpose, but it is also cleared that the independent stimulation for a wrist or fingers may be impossible. It is important to use the ES and a force stimulation by ER brake for ReRoH.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳卒中患者が日常生活動作を獲得する上で,上肢(肩とひじ)による運動だけでなく,手指(手首と指)による把持動作の獲得が重要である.特に手首と指の動作は,腱の走行など空間的制約によって干渉が生じるため,分離した運動の獲得が難しい部位である.本研究では手指の分離独立運動を再獲得するための手指リハビリテーションロボット(ReRoH)を開発した.ReRoHは,総指伸筋への電気刺激による手首,四指への同時刺激と,ERブレーキによる手首への単独刺激を組み合わせ,それぞれの独立運動の再獲得を目指した新しいリハビリテーション法を提供する.

Report

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

    (10 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Sensibility Assessment for User Interface and Training Program of Upper-Limb Rehabilitation Robot, D-SEMUL2018

    • Author(s)
      Takehito Kikuchi, Tomoya Nagata, Chihiro Sato, Isao Abe, Akio Inoue, Shintaro Kugimiya, Tetsuya Ohno, Shinnosuke Hatabe
    • Journal Title

      Proceedings of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      Volume: 2018 Pages: 3028-3031

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Rehabilitation Robot for hand "ReRoH"2017

    • Author(s)
      Hayato Mukai, Chihiro Sato, Isao Abe, Takehito Kikuchi
    • Journal Title

      2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

      Volume: 2017 Pages: 2063-2068

    • DOI

      10.1109/robio.2017.8324723

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 上肢リハビリテーションロボットD-SEMULの意欲向上を目指した訓練アプリ開発のための脳波計測および感性評価2019

    • Author(s)
      末永征士郎,菊池武士,長田朋也, 浅海靖恵
    • Organizer
      日本機械学会2019年ロボティクス/メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 卓上型上肢リハビリテーションロボットの受け入れやすさに関する評価2018

    • Author(s)
      長田朋也, 佐藤地洋, 阿部功, 菊池武士, 井上昭夫, 釘宮慎太郎, 大野哲也, 畑辺真之介
    • Organizer
      日本機械学会2018年ロボティクス/メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 手指リハビリテーションロボットReRoHにおける電気刺激位置の検討と訓練プログラムの開発2018

    • Author(s)
      向井勇人,長田朋也, 阿部功,菊池武士
    • Organizer
      日本機械学会2018年ロボティクス/メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
  • [Presentation] 卓上型上肢リハビリテーションロボットD-SEMULの感性評価2018

    • Author(s)
      佐藤地洋,長田朋也, 阿部功, 菊池武士, 井上昭夫, 釘宮慎太郎, 大野哲也, 畑辺真之介
    • Organizer
      第27回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 板ばね内蔵型空気袋を用いたCMP装置の開発2017

    • Author(s)
      佐藤地洋,熊谷尚也,藤井祐輔,菊池武士,安藤将孝,浅海靖恵,田中健一朗
    • Organizer
      第32回リハ工学カンファレンス
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 脳卒中片麻痺患者のための手指リハビリテーションロボットReRoHの開発2017

    • Author(s)
      向井勇人,山辺一輝,阿部功,菊池武士,大野哲也
    • Organizer
      日本機械学会2017年ロボティクス/メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report 2016 Research-status Report
  • [Presentation] 電気-力覚ハイブリッド刺激型手指リハ装置に関する研究2017

    • Author(s)
      山辺一輝,向井勇人,佐藤地洋,菊池武士,井上昭夫, 大野哲也, 釘宮慎太郎
    • Organizer
      ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工大(東京都江東区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 手指分離運動を目指した電気―力覚ハイブリッド刺激型ニューロリハシステムに関する基礎研究2016

    • Author(s)
      菊池 武士, 山辺 一輝, 佐藤 地洋, 向井 勇人, 釘宮 慎太郎, 大野 哲也, 井上 昭夫
    • Organizer
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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