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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Fallen Risk Visualization Using Virtual Partition: Proposal of Standing-Sensory Weighting Impedance and Standing Function Evaluation

Research Project

Project/Area Number 16H05914
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

島 圭介  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50649754)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsライトタッチコンタクト / 転倒予防 / 転倒リスク評価 / 体性感覚刺激
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は人間の周りに機械特性を持つ仮想壁を作り,壁への接触反力を振動刺激によって知覚させてあらゆる空間で立位姿勢を安定化する方法論,VirtualLight Touch(VLT)法を提案した.本研究の目的は,VLT 法に基づいて(1) 立位機能を表現する立位インピーダンスと視覚,体性感覚,前庭感覚の重み状態を表現する新しい感覚重み付けインピーダンス(Sensory Weighting Impedance) モデルを考案するとともに,(2) 転倒リスクを評価するための立位機能定量評価インデックス(SFE index) を開発し,(3) 立位&感覚インピーダンス推定システムによって立位評価と歩行と立位にかかわる機能の訓練支援を実現することである.
本年度は,主に[1]ヒトのライトタッチ効果を表現する制御モデルの構築,および新しい振動制御法によるライトタッチ効果の検証を目的として研究活動を実施した.我々は仮想的な壁によって不安定な立位状態を安定化する方法論としてVLT法を提案している.VLTC は被験者の身体の周りに仮想的な壁を構成し,壁に触れた際の反力を振動刺激としてフィードバックすることで姿勢動揺の安定化が可能である.また我々は前年度までにVLT法に基づく仮想壁のON/OFFを変化させることで被験者の立位状態を変化させ,立位状態に関わる特徴量を定量化する立位機能評価法を開発した.本年度はライトタッチ現象の機序が人の感覚の再重み付け(Sensory Reweighting)現象にあるととらえた新しい立位制御モデルを考案し,人の立位状態をシミュレーション上で表現できること,また体性感覚入力の変化に伴う立位状態の変遷を捉えられることを示した.さらに,ライトタッチ現象が身体揺らぎによって生じる指先へのわずかな反力に起因する可能性を見出し,身体の揺らぎに同期させた振動刺激を指先に加えることでライトタッチの弱い効果を与えられることを示した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 身体揺らぎに基づく振動刺激制御による仮想ライトタッチ現象の評価2020

    • Author(s)
      上條 冬矢、坂田 茉実、島 圭介、島谷 康司
    • Journal Title

      生体医工学

      Volume: 58 Pages: 39~46

    • DOI

      https://doi.org/10.11239/jsmbe.58.39

  • [Journal Article] A Novel Postural Control Model Based on Light Touch Contact and Sensory Reweighting2019

    • Author(s)
      SAKATA Mami、SHIMA Keisuke、SHIMATANI Koji
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 55 Pages: 674~682

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.674

  • [Presentation] Development of an anomaly detection method with a novel hidden semi-Markov model incorporating unlearned states2020

    • Author(s)
      Takayuki Mukaeda,Keisuke Shima, Saori Miyajima, Yuki Hashimoto, Takayuki Tanaka, Naomichi Tani, Hiroyuki Izumi
    • Organizer
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of somatosensory information provision to fingertips for mitigation of postural sway and promotion of muscle coactivation in an upright posture2019

    • Author(s)
      Ryoma Mitani, Koji Shimatani, Mami Sakata, Takayuki Mukaeda and Keisuke Shima
    • Organizer
      41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Light touch-based walking support device for fall prevention2019

    • Author(s)
      Keisuke Shima, Mami Sakata and Koji Shimatani
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bmer.ynu.ac.jp/publications_journal.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 姿勢安定用の補助装置2020

    • Inventor(s)
      島 圭介,上條 冬矢,坂田 茉実
    • Industrial Property Rights Holder
      島 圭介,上條 冬矢,坂田 茉実
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-040301
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 計算機,計算方法及びプログラム2020

    • Inventor(s)
      島 圭介,迎田 隆幸
    • Industrial Property Rights Holder
      島 圭介,迎田 隆幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-044786

URL: 

Published: 2021-12-27  

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