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Gripping the hovering drone strap stabilizes the child's posture

Research Project

Project/Area Number 19K21781
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 9:Education and related fields
Research InstitutionPrefectural University of Hiroshima

Principal Investigator

Shimatani Koji  県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (00433384)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島 圭介  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50649754)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords姿勢制御 / Drone / 揺らぎ / 風船 / 歩行支援 / ゆらぎ / 指先感覚入力 / Light Touch現象 / Light touch / 風船把持 / 不安定 / 特別支援学校 / 立位歩行支援 / 発達障がい児 / ドローン / 子ども / 不安定歩行 / 姿勢動揺評価 / 姿勢制御支援
Outline of Research at the Start

本研究では,Droneの紐を把持することによって子どもの姿勢制御能力を評価・支援するために,紐を把持した指先への体性感覚情報の“揺らぎ”解析や指先で把持したDroneによって起こるヒトの身体動揺とDroneの動態解析からDrone型立位姿勢制御モデルを構築し,その機序を解明する.また,子どもの歩行の不安定性に対する確立した歩行評価・支援方法が存在しないことから,Drone型立位姿勢制御モデルに基づいた姿勢制御支援システムを開発する.不安定姿勢制御の子どもに対する世界初のDrone型立位姿勢制御支援システムの構築を目指す.

Outline of Final Research Achievements

Our study found that grasping a balloon filled with helium gas reduced body sway during walking in infants starting toddling (Grant-in-Aid for Challenging Research, Exploratory, 16K13074). However, it needed to be clarified how the behavior of the balloons increased the complexity of body control. In this study, we investigated the effects on the human standing posture by controlling the frequency of the floating balloon sway and other factors. The method was to examine the effects of the relationship between the Drone (force point) and the fingertips (action point) (presentation of force sensation to the fingertips) on body sway based on differences in (1) the direction of force sensation and (2) the force point-action point distance. The results suggest that somatosensory stimulation to the fingertips and force presentation at a moderate distance positively affect postural control.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

初期歩行間もない乳児に対しヘリウムガス入りの風船を把持させることで歩行時の身体動揺が減少することを発見し、歩行距離が延長することを発見した。この現象は健常成人者においても確認し、多くの人に対して歩行を支援できる可能性がある。しかし、その現象のメカニズムが不明であったことから、幾つかの実験過程を経て、Drone等の「揺らぎ」が指先への体性感覚入力となり、また適度な距離の力覚提示が姿勢制御に好影響を及ぼす可能性が示唆された。さらに、身体動揺や指先の動きに同期した指先への感覚入力刺激が効果的である可能性が示唆され、風船把持現象はLight touch現象とは別の現象である可能性を示唆した。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 浮遊する風船の紐を把持した 子どもの姿勢制御-乳幼児の歩行獲得支援の試み-2021

    • Author(s)
      島谷康司,島圭介,坂田茉実
    • Journal Title

      ベビーサイエンス

      Volume: 21 Pages: 40-48

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of Virtual Light Touch Phenomenon by Vibrotactile Stimulation Control Based on Body Fluctuation2020

    • Author(s)
      上條 冬矢,坂田 茉実,島 圭介,島谷 康司
    • Journal Title

      Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering

      Volume: 58 Issue: 1 Pages: 39-46

    • DOI

      10.11239/jsmbe.58.39

    • NAID

      130007832489

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • Year and Date
      2020-03-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ヒトの立体姿勢制御におけるSensory Reweighting 機能評価システム2024

    • Author(s)
      谷川 華奈子,三上 隼人,坂田 茉実,島 圭介,島谷 康司
    • Organizer
      第29回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 指先への機械的ノイズが身体動揺に及ぼす影響の評価2023

    • Author(s)
      栗山 正輝,坂田 茉実,島 圭介,島谷康司
    • Organizer
      情報処理学会第85回全国大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 転倒リスク評価のための因子分析に基づく立位機能評価モデル2023

    • Author(s)
      山野井 一彰,三上 隼人,坂田 茉実,島 圭介,島谷 康司
    • Organizer
      第28回ロボティクスシンポジア
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトのライトタッチ現象と体性感覚刺激の関係性評価2023

    • Author(s)
      島 圭介,坂田茉実,島谷康司
    • Organizer
      第24回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
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 仮想ライトタッチによる立位機能評価システムStA2BLEの社会実装2020

    • Author(s)
      神谷 昭勝,島 圭介,坂田 茉実,上條 冬矢,島谷 康司
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] The use of a Drone as a quiet standing aid for human postural control2019

    • Author(s)
      Koji Shimatani,Mami Sakata,Keisuke Shima,Ryoma Mitani
    • Organizer
      World Confederation for Physical Therapy Congress 2019 (Geneva)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2025-01-30  

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