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Study of change mechanism of gait by mutual imitation and the application for training technology

Research Project

Project/Area Number 23K21868
Project/Area Number (Other) 21H03857 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionBunkyo University

Principal Investigator

武藤 剛  文教大学, 情報学部, 教授 (50433701)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤田 欣也  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30209051)
武藤 ゆみ子  玉川大学, 脳科学研究所, 准教授 (30614614)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
KeywordsImitation / Gait / Posture / Aging / Mixed Reality / Mutual Imitation / Body Image / Objective Self-Awareness
Outline of Research at the Start

発達心理学等の領域では,人が新たな機能を獲得するためには,学習者が随伴的に規範動作を模倣するだけではなく,規範動作自体も積極的に学習者を模倣する「相互模倣」が重要であることが指摘されている.本研究では,高齢者の「歩容」に注目し,認知を伴わない外因性の変化プロセスと外部環境の認知に基づく内因性の変化プロセスからなる加齢変化した歩容が,規範歩容モデルとの相互模倣により変容してゆくメカニズムの神経心理学的な数理モデルを新たに構築し,実験によってその妥当性や適切なパラメ-タを検討する.さらに,得られたモデルに基づく歩容改善訓練の支援装置を実際に制作し,その効果の実験的検証を行う.

Outline of Annual Research Achievements

発達心理学等の領域では,人が新たな機能を獲得するためには,学習者が随伴的に規範動作を模倣するだけではなく,規範動作自体も積極的に学習者を模倣する「相互模倣」が重要であることが指摘されている.相互模倣による機能獲得の概念は,加齢によって様々な身体的制約を受ける高齢者に個人適応した機能回復訓練を実現する上でも有効と期待されるが,機能回復訓練を支援する機器の設計論として検討されてこなかった.本研究では,高齢者の「歩容」に注目し,それが規範歩容モデルとの相互模倣により変容してゆくメカニズムの神経心理学的な数理モデルを新たに構築し,それを用いた実験を通して,歩行姿勢の補正支援技術としてのその有効性を明らかにすることを目的としている.
2023年度では,これまでに作成した自己歩容への客体的な視認を通して自身に内在する規範歩容のイメージとの比較をリアルタイムで行いながら自身の歩容を補正できる自己歩容提示システムを用いて,健康高齢者を対象とした動作実験を進めた.その結果,健康高齢者の歩行姿勢を改善させた事例を確認することができた.このことから,我々の提案する自己歩容提示システムが,若年者だけでなく,高齢者の転倒リスク低減を目的とした,歩行姿勢の安定化の支援手法として有効である可能性を示した.しかし,同システムのインタラクション機能に関し,健康高齢者を対象としたパラメータを補正する必要があることが判明し,そのための作業を開始した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでに作成した自己歩容提示システムを用いた若年者を対象とした動作実験の追実験と,健康高齢者を対象とした歩容計測実験を予定通り実施することができた.しかし,得られたデータより,健康高齢者の歩容に対応したシステムへの改良が必要となったため,そのための装置の補正が必要となり,やや遅延が生じている.

Strategy for Future Research Activity

健康高齢者の歩容に対応した,自己歩容提示システムの改良を進め,改めて健康高齢者を対象とした有用性評価実験を進め,同システムの完成を目指す.

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] Walking Posture Correction Using Mixed Reality for Self Visualization2023

    • Author(s)
      Muto, Y, Kasuya, J., Oshiba, M.,Yamada, R.,Suzuki, Y.,Hagiwara, M.,Muto, T.
    • Organizer
      HCII2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己歩容とのインタラクション による歩行姿勢の補正手法の提案2022

    • Author(s)
      武藤 剛,粕谷 譲,大柴 雅基,鈴木 友菜,山田 竜平,萩原 瑞貴,武藤 ゆみ子
    • Organizer
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] MR技術を活用して投影された自己 との協調歩行が歩容に与える影響2022

    • Author(s)
      武藤ゆみ子,粕谷譲,大柴雅基,鈴木友菜,山田竜平,萩原瑞貴,武藤剛
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 商法処理システム、情報処理方法及びプログラム2023

    • Inventor(s)
      武藤ゆみ子,武藤剛
    • Industrial Property Rights Holder
      学校法人玉川学園
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-086835
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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