精密人体モデルに基づく人体形状/動作データベースの形成と医学応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12558026
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 有澤 博 横浜国立大学, 工学部, 教授 (10092636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 直良 横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (20179906) ; 根本 明宣 横浜市立大学, 医学部, 助手 (20264666) ; 安藤 徳彦 横浜市立大学, 医学部, 教授 (30254197) ; 後藤 敏行 横浜国立大学, 工学研究科, 教授 (30234991) ; 影井 清一郎 横浜国立大学, 工学研究科, 教授 (20017966)
• Keywords: マルチメディアデータベース / 精密人体モデリング / 空間マウス / 動作指定 / 動作シミュレーション

Research Abstract

本研究では、今までに研究してきたデータベースにおけるデータモデル、検索言語に基づいて、人体構造および動作のスキーマ設計、動作シミュレーションを行った。人体形状/動作モデリングおよび、データベースシステムの設計を行った。人体医学(特に整形外科学)の立場から精密にモデル化するため、150個程度の構成部品(骨および表皮)に分解し、それらの関節による結合の特性(自由度および可動域)を定義して、個人の人体についての詳細情報をデータベースに蓄積した。また、人体骨格モデルの動作定義支援システムの設計と実装を行った。人体の構造は複雑な構造をなすために、骨格に基づいたモデル(Bone-Based Human Model:BBHM)での動き記述が最も本質的であると考えた。しかし、BBHMは部品点数が多いため、動きを与えることが容易ではなかった。そこで構造を単純化したモデル(Simplified Human Modeel:SHM)を用い、グラフィックシステム上でSHMに動作を指示することで、BBHMに動きをマップするシステムを設計した。特に直感的な操作のため、本研究では3次元測定デバイスである空間マウスを用いてSHMを操作するシステムを導入し、グラフィックシミュレーションを行った。実装においては、人体の骨を3次元スキャナなど用いて取得し、計算機上に作成されたCGの仮想空間内に詳細骨格モデルを作成した。同時に人体を20数個の部品で構成した簡略化した人体モデルを作成した。SHMに指示された動作をBBHMにマッピングする手法では、整形外科学で解明されている人体の動作機能を基に人空だの動きの特徴を十分に表現可能な程度に簡略化されたモデル(28部品、27関節)を作成した。そのSHMに指示された動きとして展開する手法も考察し、シミュレーションシステムとして実装を行った。

Research Products

• [Publications] 佐藤貴子,永野志保, 富井尚志,有澤博: "人体骨格CGモデルを用いた人体動作データベースの構築"電子情報通信学会技術研究報告. Vol.100 No.31. 73-80 (2000)
• [Publications] 佐藤貴子,上島崇宏,富井尚志,有澤博: "空間マウスを用いた人体骨格モデルの動作定義支援システムの構築"情報処理学会論文誌データベース(TOD 8). Vol.42 No.SIG1. 92-102 (2001)
• [Publications] 佐藤貴子,富井尚志,有澤博: "空間マウスを用いた人体骨格モデルの動作定義支援システムの構築"電子情報通信学会技術研究報告(第12回データ工学ワークショップ). (掲載予定). (2001)