2003 Fiscal Year Annual Research Report

人間の運動能力をアップする自律的人工空間の開発研究

Research Project

Project/Area Number	14658109
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	嘉数侑昇北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60042090)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	横井浩史北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90271634) 兪文偉北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20312390)
Keywords	適応学習理論 / 相互作用 / 個人特性に適応 / 運動機能獲得 / 習熟過程 / 生体信号情報量 / 実時間学習 / 筋電義手制御
Research Abstract	本研究は実時間,或いは短期間で生体信号から使用者の習熟度と理解度を自動解析し,それに応じる訓練,教育プランや感覚フィードバックを自動に決定するメカニズムを提案し,互いに適応する使用者と機械の相互作用による形成される人工空間を自律的に向上させる方法論を模索するものであり,使用者個人の運動能力を最大限に発揮できるマンマシンインタフェースの実現を目的とする. 生体信号を用いて,使用者の習熟度と理解度を解析するには,個体差のみならず知覚などの運動以外の非常に多くの電位が重畳された状態の複雑な波形として現れるため,これまでの技術ではこれを有効に活用することが困難であった.本年度の研究実施によって,以下の通りの成果が得られた. 前年度の研究より確立した実験系を利用し,異なる条件でまた異なる個人によって,リーチングタスクの訓練実験を行った.取得した実験データをすでに確立した条件つきエントロピーに基づく評価手法を用い,分析を行い,運動習熟過程の定量化を試みた.運動タスクのパフォーマンス評価を参考系とする場合,訓練の初期と後期において,提案した運動習熟度とパフォーマンス評価は同様な変化傾向が見られるが,訓練中期においては,個人差によって,いろいろな変化パターンが存在していることが分かった. その評価手法を用いて,使用者と装置が相互に適応しあう学習システムにおいても,装置側の学習が使用者の習熟度合いに応じて,調整可能な仕組みを提案し,その仕組みの上腕義手,歩行の機能的電気刺激補助への臨床応用によって,相互システムにおける効率向上の可能性を示した.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] W.Yu, R.Kato, F.Fukuda, H.Yokoi, Y.Kakazu: "An EMG Keyboard for Forearm Amputees"Applied Bionics and Biomechanics. Vol.1, No.1. 33-43 (2003)
[Publications] W.Yu, H.Yamaguchi, H.Yokoi, M.Maruishi, Y.Mano, Y.Kakazu: "An Adaptive FES Switching System for Hemiplegics"International Journal of Smart Engineering Systems. Vol.5, No.4. 8046-8056 (2003)
[Publications] K.Kita, R.Kato, W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: Proceedings of The 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics. (現在発行中). (2004)
[Publications] 加藤龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "人-機械共適応系に基づく知的運動補助装置に関する研究エントロピー基準を有するユーザモデルによる機能的電気刺激の適応的スイッチング"第4回SICEシステムインテグレーション部門(SI部門)講演会講演論文集. 1G3-1G4 (2003)
[Publications] 加藤龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "人間・機械共適応系を考慮した知的運動補助装置に関する研究 -エントロピー評価を用いたユーザモデルの構築-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 2A3-2A4 (2003)
[Publications] 北佳保里, 加藤龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "表面筋電位を用いた運動習熟過程の評価とモデル化 -上肢到達運動による検討-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 1B3-1B4 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

人間の運動能力をアップする自律的人工空間の開発研究

Principal Investigator

嘉数 侑昇 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60042090)

Research Products

[Publications] W.Yu, R.Kato, F.Fukuda, H.Yokoi, Y.Kakazu: "An EMG Keyboard for Forearm Amputees"Applied Bionics and Biomechanics. Vol.1, No.1. 33-43 (2003)

[Publications] W.Yu, H.Yamaguchi, H.Yokoi, M.Maruishi, Y.Mano, Y.Kakazu: "An Adaptive FES Switching System for Hemiplegics"International Journal of Smart Engineering Systems. Vol.5, No.4. 8046-8056 (2003)

[Publications] K.Kita, R.Kato, W.Yu, H.Yokoi, Y.Kakazu: Proceedings of The 8th World Multi-Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics. (現在発行中). (2004)

[Publications] 加藤 龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "人間・機械共適応系を考慮した知的運動補助装置に関する研究 -エントロピー評価を用いたユーザモデルの構築-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 2A3-2A4 (2003)

[Publications] 北佳保里, 加藤 龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "表面筋電位を用いた運動習熟過程の評価とモデル化 -上肢到達運動による検討-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 1B3-1B4 (2003)

嘉数侑昇北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60042090)

[Publications] 加藤龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "人間・機械共適応系を考慮した知的運動補助装置に関する研究 -エントロピー評価を用いたユーザモデルの構築-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 2A3-2A4 (2003)

[Publications] 北佳保里, 加藤龍, 兪文偉, 横井浩史, 嘉数侑昇: "表面筋電位を用いた運動習熟過程の評価とモデル化 -上肢到達運動による検討-"第24回バイオメカニズム学術講演会講演論文集. 1B3-1B4 (2003)