2015 Fiscal Year Research-status Report
随意性・即応性に優れた自己身体所有感を有する多自由度筋電義手インタフェースの開発
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15K05913
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
岩瀬 将美 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (50339074)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 淳 東京電機大学, 未来科学部, 助教 (20609284)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マンマシンインタフェース / 筋電義手 / 非線形ARX / ベイジアンネットワーク / 随意性 / 即応性 / 制御系設計 / 動作推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，筋電義手のインタフェース・制御方式を対象として，従来のオンライン推定型を発展させた次世代オンライン推定型筋電義手IF・制御方式の開発を目的としている．目指す次世代型の特徴は，随意性，即応性，多軸多自由度の3 点にあり，この3 点を研究期間中に明らかにし実現する．
H27年度では，(1) 筋電義手の自由度に対応するべく，筋電位から推定できる操作意図の自由度向上．(2) 筋電義手の応答性解析，動作解析，制御系設計に必要な，筋電義手のダイナミクスを表現するモデルの導出．(3)(2)の筋電義手モデルに基づき，(1)によって推定された操作意図を実現する筋電義手の制御系設計．(4) 提案手法の筋電義手への実装と，実験による評価．を目標としていた．
このうち，(1)～(3)に関して，研究代表者が中心になって多入力多出力系のNARXモデルへの拡張に取り組み，それによる動作推定法を提案することができた．特に多入力多出力系に拡張するときに，システムの複雑さを示す「次数」が増大してしまう問題が生じたが，井上らの取り組みによってベイジアンネットワークを利用することで，事象との因果関係を明確にし，次数の増大を抑えることで解決を検討した点が新しい知見である．(4)では，予定していた人工ハンドへの実機実装までこぎつけたが，時間的な制約から最終的な調整等がまだ完全には行えず，平成28年度においてパフォーマンスを改善する予定である．
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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
予定していた，制御系設計論，方式等は予定通りの進捗であり，学会にて発表も行っている．また実機実装にもこぎつけている．パフォーマンスのチューニングや精度向上などの残った課題については平成28年度に実施する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度はほぼ予定通りに研究が進んだので，平成28年度については申請書に記載した課題を中心に，H27年度で残った性能改善等のパフォーマンス向上に取り組む．
具体的には，多軸多自由度化に伴い，表面筋電位を測定すべき箇所が増大する問題を解決すべくマルチアレイ表面筋電計導入後は身体運動推定モデルの再構築を行う（岩瀬・井上担当）．マルチモデルパラメータの増大（次元の呪い）への対処は，スパース同定法によって影響力のある箇所を探し出す方法（岩瀬担当），または筋骨格モデルと提案モデルを組み合わせたグレーボックスモデルの導入（岩瀬担当）を検討する予定である．
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| Causes of Carryover |
当初計画では，本研究を広く知らしめるためのWeb制作や，学術論文誌への投稿費用をその他として15万円ほど見積もっていたが，Web制作や学術論文誌への投稿が年度内に実施できなかったため，その差額が生じている．そのため，これらの取り組みについては平成28年度に実施する予定である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
基本方針としては，申請書に記載の通り平成28年度の計画に従って使用していく予定である．これに加えて，先の平成27年度の残金発生理由にある通り，平成27年度に実施できなかったWeb制作による研究活動を広く知らしめるための活動および，学術論文誌への投稿を積極的に行う予定である．
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Research Products
(1 results)
