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Development of motion teaching robot system and self-posture-evaluation method toward care prevention

Research Project

Project/Area Number 20K20263
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionAdvanced Telecommunications Research Institute International

Principal Investigator

TAKAI Asuka  株式会社国際電気通信基礎技術研究所, 脳情報通信総合研究所, 客員研究員 (70769843)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords動作教示ロボット / 脳波解析 / 運動データ解析 / モデリング / 動作教示 / 高齢者自宅実験 / 介護予防 / ロボット
Outline of Research at the Start

高齢者が日常の生活場面の中で、運動機能を維持・改善する機会を創出する必要がある。動作を支援するアシストシステムを使用して、高齢者に動作姿勢を意識させ、さらにアシストシステムが動作姿勢を教示すれば、効率的に運動機能を維持・改善することができるのか明らかにすることを目指す。本研究では、高齢者を対象として、脳解析技術とロボットを同時に使った運動課題と、動作姿勢を教示する装着型ロボットシステムをデザインする。

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study is to develop an assistive system aimed at mitigating the decline in physical function among healthy elderly individuals aged 70 to 80 years. The proposed system utilizes robotic technology to provide instruction on correct posture and precise movements, thereby promoting independence and reducing the need for caregiving. The research focuses on four key aspects: examining the correlation between motor performance and brain activity during robot-guided training, estimating the potential for performance enhancement through robotic training based on initial motor capabilities, identifying factors that influence motor strategies in collaborative tasks involving robots, and designing a robot that facilitates optimal sit-to-stand movements. However, as a consequence of COVID-19 pandemic, it was not allowed to conduct experiments involving elderly participants (aged 65 years and above). Thus, this study was conducted on healthy young adults instead of elderlies.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、独自の脳・ロボット介入フィードバックを利用して、個々の人に最適な運動教示方法を評価し、動作を学習させるのに適切な条件を調査することを目指している。運動教示ロボットを用いた運動学習における影響要因を明らかにすることは、機能予後に応じた支援方法の構築に寄与すると考えられる。また、身体機能に応じた最適な教示手法を選択する方法論の構築に貢献すると期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

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

  • [Int'l Joint Research] Arizona State University/University of Central Florida(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Learning acquisition of consistent leader?follower relationships depends on implicit haptic interactions2023

    • Author(s)
      Takai Asuka、Fu Qiushi、Doibata Yuzuru、Lisi Giuseppe、Tsuchiya Toshiki、Mojtahedi Keivan、Yoshioka Toshinori、Kawato Mitsuo、Morimoto Jun、Santello Marco
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 3476-3476

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29722-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bayesian Estimation of Potential Performance Improvement Elicited by Robot-Guided Training2021

    • Author(s)
      Takai Asuka、Lisi Giuseppe、Noda Tomoyuki、Teramae Tatsuya、Imamizu Hiroshi、Morimoto Jun
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 15

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.704402

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脊髄損傷者のプッシュアップ動作をアシストする機器の駆動系の検討2023

    • Author(s)
      阪口都雲,高井飛鳥,野田智之,寺前達也,川合忠雄
    • Organizer
      日本機械学会関西支部 第98期定時総会講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 力覚提示インターフェースによる運動教示時の脳波と運動学習効果の関係に関する研究2022

    • Author(s)
      片岡悠,高井飛鳥
    • Organizer
      第20回日本神経理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Modelicaモデルを用いた起立支援装置の移動機構部の設計2022

    • Author(s)
      高井飛鳥,裴凱強,新谷篤彦,川合忠雄
    • Organizer
      日本機械学会2022年度年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 仮想空間上に存在するアバターが行う動作の観察による運動学習の提案2022

    • Author(s)
      松宮光照,高井飛鳥
    • Organizer
      第4回日本再生医療とリハビリテーション学会学術大会(JSRMR2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 身体および感覚運動機能リハビリテーションのためのロボット・システム開発2021

    • Author(s)
      高井 飛鳥
    • Organizer
      大阪市立大学大学院工学研究科 医工・生命工学教育研究センター 第11回セミナー
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Neural investigation towards motor skill improvements through brain-computer interface-based training2020

    • Author(s)
      Asuka Takai、Diletta Rivela, Giuseppe Lisi, Tomoyuki Noda, Tatsuya Teramae, Hiroshi Imamizu, Jun Morimoto
    • Organizer
      Brain-Computer Interface Samara 2020 and Samara NeuroWeek
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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