Development of Smart Gloves for Human-touch in Tele-rehabilitation
| Project/Area Number |
23K24708
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| Project/Area Number (Other) |
22H03450 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
兪 文偉 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312390)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倉山 太一 植草学園大学, 保健医療学部, 准教授 (10624067)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 遠隔リハビリテーション / 手指剛性推定と感覚共有 / ソフトアクチュエータ / 福祉用具・支援機器 / テレリハビリテーション / ソフトロボティクス |
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| Outline of Research at the Start |
テレリハビリテーションは、社会保障制度の見直しによる在宅・訪問リハビリテーション
の需要増加、療法士人材不足の解決策として期待されている。しかし、現存のテレリハビリテーションは、安全の確保のほか、ヒューマンタッチなセラピー、すなわち身体接触を伴う療法士と患者の相互作用や機能訓練の実施、セラピーの効果評価が困難であり、患者のモチベーション維持、確実な機能再建ができるか不明である。本研究は、ヒューマンタッチなテレリハビリテーションの確立を目指し、手の運動支援のみならず、遠隔で手の可動域・剛性の測定、それらの運動特性および感覚の遠隔共有の手段とする一体型スマートグローブの実現、評価を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、指の生体力学特性に基づいた独自多チャンバソフトアクチュエータで実現したソフトグローブをベースに、手の運動支援のみならず、遠隔で手の可動域・剛性の測定、それらの運動特性および感覚の遠隔共有の手段とする多機能一体型スマートフィンガー、そしてスマートグローブを構築し、遠隔の双方が装着するスマートグローブと連動するアバターハンド(Avatar Hand)と物理シミュレーションを通して実現する相互作用で、ヒューマンタッチなテレリハビリテーションの確立を目的とする。初年度では、以下の4項を推進してきた。
1)関節モジュール型ソフトアクチュエータの空気圧、空気チャンバの体積変化、屈曲角間の関係式を求めた。
2) 生体の手の形態を有するダミーフィンガーの各関節に特定のばね定数を持つねじりばねを入れ、そのダミーフィンガーにつけている関節モジュール型空気圧の制御実験で、モデル同定を行った。その時、ダミーフィンガーと関節モジュール型空気圧の複合体の角度は、手のトラッキングデバイスのLeap Motionとゴニオメーターの両方を用いた。それを用いて、ダミーフィンガーの関節剛性を推定できた。
3)患者の関節の剛性（痙性度合）を動作中でも療法士と共有するために、これまでの屈曲型ソフトアクチュエータの代わりに、屈曲・伸展型モジュール型ソフトアクチュエータを新たに開発し、屈伸両方の共同活動(Co-activation)度合で、その剛性を動的調整可能にした。
4) 指の接触圧センサも超弾性シリコンと導電性繊維を用いて開発し、改良を重ねて、40g以下の小さい圧力にも反応するようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究項目を実施し、その結果も学術論文などでまとめているため
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画の通り、進めていく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
