Realtime and multiple degree-of-freedom electric hand system based on electromyogram signals

• Project/Area Number: 19500377
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: TANAKA Kazuyo University of Tsukuba, 大学院・図書館情報メディア研究科, 教授 (70344207)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MIKAWA Masahiko 筑波大学, 大学院・図書館情報メディア研究科, 准教授 (40361357)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2009: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2008: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2007: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 筋電位信号 / ユーザインタフェース / 機械学習 / 信号処理 / パターン認識 / 電動義手 / 前腕切断 / サポートベクターマシン / 動作識別 / 身障者 / 音声発話補助装置 / EMG信号 / サポートベクタマシン / 福祉応用 / 知能ロボティクス

Research Abstract

This research has developed basic techniques for operating electrical hands by Myoelectric interface which uses electromyogram (EMG) signals measured from human hands. Experimental results using developed techniques reveal that frequency characteristics of EMG signals are effective for signal pattern recognition and Support Vector Machine is robust for several EMG measuring environments. A prototype system of controlling a robot hand using EMG signals has also developed. The research has totally shown well feasibility of constructing an electrical hands system through experimental tests for forearm amputees.

Research Products

• [Journal Article] 前腕切断者を対象とした筋電位信号に基づく手の動作識別法に関する基礎的研究 (2010)
  • Author(s): 吉川雅博, 三田友記, 三河正彦, 田中和世
  • Journal Title: 人間工学 (日本人間工学会誌) Vol.46. No.3 Pages: 197-207
  • NAID: 10028057802
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 前腕切断者を対象とした筋電位信号に基づく手の動作識別法に関する基礎的研究 (2010)
  • Author(s): 吉川雅博, 三田友記, 三河正彦, 田中和世
  • Journal Title: 人間工学 46(6月掲載予定)
  • NAID: 10028057802
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 頸部から計測した筋電位信号を利用した発話認識 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博, 児島宏明, 田中和世
  • Journal Title: ヒューマンインタフェース学会論文誌 Vol.11. No.3 Pages: 293-302
  • NAID: 10026095263
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 筋電位を利用したサポートベクターマシンによる手のリアルタイム動作識別 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博, 三河正彦, 田中和世
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌D vol.J92-D, No.1 Pages: 93-103
  • NAID: 110007380054
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 頸部から計測した筋電位信号を利用した発話認識 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博, 児島宏明, 田中和世
  • Journal Title: ヒューマンインタフェース学会誌 11 Pages: 71-80
  • NAID: 10026095263
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 筋電位を利用したサポートベクターマシンによる手のリアルタイム動作識別 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博,三河正彦,田中和世
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌D Vol.J92-D Pages: 93-103
  • NAID: 110007380054
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Myoelectric Interface for Robotic Hand Control Using Support Vector Machine (2007)
  • Author(s): Masahiro Yoshikawa, Masahiko Mikawa and Kazuyo Tanaka
  • Journal Title: Proc. of 2007 IEEE/RSJ International Conf.on Intelligent Robotics and Systems 1 Pages: 2723-2728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hand Pose Estimation Using EMG Signals (2007)
  • Author(s): Masahiro Yoshikawa, Masahiko Mikawa and Kazuyo Tanaka
  • Journal Title: Proc. of International Conf. of the IEEE Engine ering in Medicine and Biology Society 1 Pages: 4830-4833
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 筋電義手のための筋電位信号に基づく手の動作意図の推定 (2010)
  • Author(s): 吉川雅博, 三河正彦, 三田友記, 田中和世
  • Organizer: 第22回バイオエンジニアリング講演会
  • Place of Presentation: 岡山理科大
  • Year and Date: 2010-01-09
• [Presentation] 筋電義手のための筋電位信号に基づく手の動作意図の推定 (2010)
  • Author(s): 吉川雅博, 三河正彦, 三田友記, 田中和世
  • Organizer: 第22回バイオエンジニアリング講演会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学(岡山県)
  • Year and Date: 2010-01-09
• [Presentation] 筋電に基づく手の動作識別法の前腕切断者を対象とした有効性の検討 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博, 三田友記, 三河正彦, 田中和世
  • Organizer: 福祉工学シンポジウム2009
  • Place of Presentation: 高知工科大学(高知県)
  • Year and Date: 2009-09-25
• [Presentation] 筋電に基づく手の動作識別法の前腕切断者を対象とした有効性の検討 (2009)
  • Author(s): 吉川雅博, 三田友記, 三河正彦, 田中和世
  • Organizer: 福祉工学シンポジウム講演論文集
  • Place of Presentation: 高知工科大
  • Year and Date: 2009-09-24
• [Presentation] Librarian Robot Controlled by Mathematical AIM Model (2009)
  • Author(s): Masahiko Mikawa, Masahiro Yoshikawa, Takeshi Tsujimura, Kazuyo Tanaka
  • Organizer: ICROS-SICE International Joint Conference 2009 (ICCAS-SICE 2009, Fukuoka International Congress center
  • Place of Presentation: Japan
  • Year and Date: 2009-08-18
• [Presentation] 前腕切断者の筋電位を用いた手の動作意図の推定 (2009)
  • Author(s): 三河正彦, 吉川雅博, 三田友記, 田中和世
  • Organizer: 第26回東海ファジィ研究会
  • Place of Presentation: 日間賀島公民館
  • Year and Date: 2009-02-21
• [Presentation] 前腕切断者の筋電位を用いた手の動作意図の推定 (2009)
  • Author(s): 三河正彦,吉川雅博,三田友記,田中和世
  • Organizer: 日本知能情報ファジィ学会
  • Place of Presentation: 日間賀島公民館(愛知県知多郡南知多町)
  • Year and Date: 2009-02-21
• [Presentation] 筋電を利用したリアルタイム動作推定 (2007)
  • Author(s): 吉川雅博, 三河正彦, 田中和世
  • Organizer: 義手を語る会 in Mihara 2nd 講演予稿集
  • Place of Presentation: 県立広島大
  • Year and Date: 2007-12-07
• [Presentation] 筋電を利用したリアルタイム動作推定 (2007)
  • Author(s): 吉川雅博, 三河正彦, 田中和世
  • Organizer: 義手を語る会 in Mihara
  • Place of Presentation: 広島県立大学
  • Year and Date: 2007-12-07
• [Presentation] Intelligent Perceptual Information Parallel Processing System Controlled by Mathematical AIM Models (2007)
  • Author(s): Masahiko Mikawa, Masahiro Yoshikawa, Takeshi Tsujimura, Kazuyo Tanaka
  • Organizer: IEEE-RAS 7th International Conference on Humanoids Robots (Humanoids 2007)
  • Place of Presentation: Pittsburg, America
  • Year and Date: 2007-11-27
• [Presentation] A Myoelectric Interface for Robotic Hand Control Using Support Vector Machine (2007)
  • Author(s): Masahiro Yoshikawa, Masahiko Mikawa, Kazuyo Tanaka
  • Organizer: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2007)
  • Place of Presentation: San Diego Sheraton Hotel, America
  • Year and Date: 2007-10-02
• [Presentation] 表情筋および頸部の筋電位信号を利用した日本語母音の識別 (2007)
  • Author(s): 吉川雅博、児島宏明、三河正彦、田中和世
  • Organizer: 福祉工学シンポジウム2007(日本機械学会主催)
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所
  • Year and Date: 2007-10-02
• [Presentation] 表情筋および頸部の筋電位信号を利用した日本語母音の識別 (2007)
  • Author(s): 吉川雅博, 児島宏明, 三河正彦, 田中和世
  • Organizer: 福祉工学シンポジウム2007講演論文集
  • Place of Presentation: 産総研
  • Year and Date: 2007-10-01
• [Presentation] Hand Pose Estimation Using EMG Signals (2007)
  • Author(s): Masahiro Yoshikawa, Masahiko, Mikawa, Kazuyo Tanaka
  • Organizer: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2007)
  • Place of Presentation: Lyon Convention Center, France
  • Year and Date: 2007-08-23
• [Book] COMPUTER VISION (2008)
  • Author(s): Masahiko Mikawa, Takeshi Tsujimura, Kazuyo Tanaka
  • Total Pages: 16
  • Publisher: Parallel Processing System for Sensory Information Controiled by Mathematical Activation-Input-Modulation Model
• [Remarks]
  • URL: http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~ktanaka/
• [Remarks]
  • URL: http://www.slis.tsukuba.ac.jp/~mikawa/
• [Remarks]
  • URL: http://www.slis.tsukuba.ac.jp/ktanaka/
• [Remarks]
  • URL: http://www.slis.tsukuba.ac.jp/mlkawa/