2017 Fiscal Year Annual Research Report
A Study on Perception-Assist to Modify Human Motion Using Mechanical Vibration Stimulation
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16H04305
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
木口 量夫 九州大学, 工学研究院, 教授 (90269548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒田 純平 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40377586)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 認知アシスト / 動作補正 / 振動刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人の上肢肘関節および下肢膝関節の主要筋肉に振動子を当て，連続的な関節運動を行いながら機械的振動刺激を与える実験を行い，どの筋肉のどの部分にどの様にどの程度の振動刺激を加えると，どの様な動作変化が生じるのかを明らかにした．その結果，機械的振動刺激を与えることで連続的な動作においても動作変化が生じることを明らかにし，しかも動作変化に即応性があることを明らかにした．上肢肘関節の動作変化においては，上腕二頭筋と上腕三頭筋の肘関節に近い腱部に機械的振動刺激を加えることで，屈曲および伸展のどちらの運動でも動作変化が生じることを明らかにした．また，前腕部に負荷が加わった状態（即ち，筋張力が生じている状態）で機械的振動刺激を加える実権も行い，日常生活を想定した状況における動作変化も明らかにした．さらに，前腕部の回内外運動に関連する筋肉に機械的振動刺激を与えることにより，前腕回内外動作も変更可能であることを明らかにした．
また，下肢膝関節の伸展動作においては膝関節近くの腱部二ヶ所同時に機械的振動刺激を加えることが有効であることを示し，振動の位相を揃えることで動作変化が大きくなることを示した．これらの研究成果は国内の学術講演会および国内外での国際会議にて発表した．
一方で，認知アシストにおける危険動作の研究に関しては，深層学習を用いて危険な状態に至る動作を学習させる手法を提案し，国際会議で研究成果を発表した．
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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
これまでに，日常生活動作において重要な肘屈伸運動，前腕回内外運動，膝伸展運動に関して機械的振動刺激による動作変化を明らかにしており，機械的振動刺激による動作変化の研究に関しては，ほぼ当初の研究計画通りに進んでいる．また，当初の予定であった危険動作データベースを作成する代わりに，強化学習により危険動作を学習する手法を提案したため，おおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，機械的振動刺激を制御することにより動作変更量を調整する手法を提案すると共に，その有効性を確認する．また，複数関節協調動作を行う際に複数個所の筋肉に機械的振動刺激を与えた場合の動作変更量について調べ，実際の日常生活動作と同様の動作を行った時に機械的振動刺激を与えた場合の動作変更を調べる研究を行う予定である．
当初の研究計画からの大きな変更はない．
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Research Products
(11 results)
