筋電制御型インタフェースに基づく障害者支援システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555113
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 辻 敏夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90179995)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 荘志 広島大学, 大学院・国際協力研究科, 助手 (00284232) ; 大塚 彰 広島県立保健福祉大学, 理学療法学科, 教授 (50280194) ; 金子 真 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70224607) ; 原田 研介 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50294533)
• Keywords: 義手 / 筋電位 / インタフェース / 障害者 / ロボット

Research Abstract

今年度は,前年度までに開発した新しい筋電処理法を用いて,操作者から計測した筋電位で操作可能な制御系牽新たに構築し,人間支援マニピュレータに実装した.さらに,日常生活での使用を可能にすることを自的として,特定の作業に関する領域依存型の知識をマニピュレータ制御系に組み込む方法を開発した.
1.マニピュレータ制御システムの構築:
人間支援マニピュレータのエンドエフェクタである義手型グリッパ(現有設備)を対象として筋電制御型インタフェースを用いた制御システムを構築した.まず,操作者の上肢に取り付けた複数の電極から多チャンネルの筋電位をリモートで計測(ジーイーマルケットメディカルシステム(株))し,この筋電位を前処理したのち,R・LLGMNに入力する.R-LLGMNでは操作者が意図した動作,および駆動すべき関節を決定し,マニピュレータをインピーダンス制御する.切断者による操作実験を行った結果,実装したシステムの有効性を確認することができた.
2.事象駆動型作業支援モデルの導入:
筋電位のみを用いてすべてを制御するという方式では,操作者の高い熟練度や作業への集中が不可欠となり,自然で安定した制御特性を実現することは難しい.そこで,日常よく行われる作業については,領域に依存した知識を積極的に活用することを考える.本研究では対象とする作業を事前にモデル化し,ペトリネットを用いてこの作業を表現した.そして,ニューラルネットの出力と作業モデルを併用することにより,識別率の向上と操作者の負担を軽減することができた.
来年度はこのシステムを用いて障害者の食事支援を実現する予定である.

Research Products

• [Publications] 辻敏夫: "ニューラルネットを利用したEMG制御形ポインティングデバイス"計測自動制御学会論文集. 37・5. 425-431 (2001)
• [Publications] Toshio Tsuji: "Pattern Discrimination of Raw EMG Signals Using a New Recurrent Neural Network"Proceedings of IMEKO/SICE/IEEE the International Symposium on Measurement Analysis and Modeling of Human Functions. 96-101 (2001)
• [Publications] Toshio Tsuji: "Tracking Control Properties of Human-robot Systems"Proceedings of the 1st International Conference on Information Technology. 77-83 (2001)
• [Publications] Yoshiyuki Tanaka: "A Virtual Air Hockey System for Skill Training"Proceedings of the 1st International Conference on Information Technology. 136-141 (2001)