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非ホロノミック拘束運動における感覚・運動特性の解析とリハビリ支援ロボットへの応用

Research Project

Project/Area Number 18760193
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

田中 良幸  Hiroshima University, 大学院・工学研究科, 助教 (40336920)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords随意運動制御メカニズム / 拘束運動 / 体性感覚 / 手先軌道生成 / インピーダンス制御 / 運動機能訓練
Research Abstract

平成19年度は既存の仮想拘束運動解析装置を利用して,人間の手先力知覚特性は上肢筋群の活動レベルに大きく左右されないことを新規に発見した.そしてまた,上肢運動訓練の一例として仮想テニス作業を実験装置に実装し,運動負荷に対する手先軌道の定量的解析とモデル化を行った.主要な結果は以下の通りである.
1.人間の手先力知覚特性における方向性が上肢筋群の活動レベルによって変化するかを明らかにすることを目的として,健常者5名による新たな測定実験を行なった.被験者には指定した部位での筋活動レベルを調節させ,手先へ提示した右手横方向の標準刺激を記憶させた後,比較刺激として前方向への反力負荷の大きさを知覚させて口頭試問形式により回答させた.その結果,筋活動状態を変化させても手先力知覚特性の方向性が見られ,また,標準刺激に対する比較刺激の比率はほぼ保存されることを明らかにした.
2.人間の感覚・運動特性を考慮した上肢運動訓練の一例として,仮想拘束運動解析装置(現有機)に仮想テニス作業を実装した.選択課題は,運動負荷に加えて動作タイミングに対する拘束条件を付加した運動を要することとなる.健常者8名による訓隷実験を通して仮想テニス中の上肢運動特性を解析し,非熟練者が拘東条件に対して適切な運動特性を獲得する過程を明らかにした.また,熟練者の運動特性を訓練規範としてシステムに組込む事を目的として,躍度最小モデルによる手先軌道のモデル化に成功した.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Directional Properties of Human Hand Force Perception in the Maintenace of Arm Posture2008

    • Author(s)
      Yoshiyuki Tanaka
    • Journal Title

      The 14th International Conference on Neural Information Processing (In Press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bio-mimetic Impedance Control of Robotic Manipulator for Dynamic Contact Tasks2008

    • Author(s)
      Toshio Tsuji
    • Journal Title

      Robotics and Autonomous Systems 56-4

      Pages: 306-316

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis and Modeling of Human Impedance Properties for Designing a Human-Machine Control System2007

    • Author(s)
      Yoshiyuki Tanaka
    • Journal Title

      Proc. of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation

      Pages: 3627-3632

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human Hand Movements in Skilled Motor Performance of a Virtual Curling Task2007

    • Author(s)
      Yoshiyuki Tanaka
    • Journal Title

      Proceedings of the 2007 International Conference on Complex Medical Engineering (In press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 上肢姿勢維持中の人間の手先力知覚特性2006

    • Author(s)
      松下 和寛
    • Journal Title

      第21回生体・生理工学シンポジウム論文集

      Pages: 255-256

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 仮想スポーツ訓練におけるヒト上肢運動特性の解析評価2007

    • Author(s)
      石井 政隆
    • Organizer
      第40回日本人間工学会中国・四国支部大会
    • Place of Presentation
      高松市
    • Year and Date
      2007-12-01
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 上肢運動特性が人間の手先力知覚特性に及ぼす影響2007

    • Author(s)
      田中 良幸
    • Organizer
      第28回バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      岐阜市
    • Year and Date
      2007-11-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 知覚特性測定システム2006

    • Inventor(s)
      田中 良幸, 辻 敏夫, 松下 和寛
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Filing Date
      2006-11-16
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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