2018 Fiscal Year Annual Research Report
複数の振動刺激を用いて人間の運動修正を誘発させるウェアラブルデバイス
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17H01770
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平田 泰久 東北大学, 工学研究科, 教授 (20323040)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ウェアラブル機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，昨年度開発した目標運動方向呈示手法が実現可能な振動モータ付きリストバントデバイスを開発した．本デバイスは6つの振動モータを有しており，それを手首周りに取り付けられるようになっている．6つの振動振動モータの振動強度や振動の順番を適切に制御することにより，人に目標の運動方向を知覚させることが可能となる．6つのモータしか用いなくても，ファントムセンセーションと呼ばれる錯覚現象を利用することで，人は360度すべての方向で振動を知覚することができる．実際に本デバイスを用いて手首を目標運動方向に誘導する実験を行い，その有効性を確認した．
また，ゴルフの素振りのような運動フォームを学習させるために，目標の運動フォームと実際の運動フォームとの差異を人に提示する手法を開発した．本手法では，人の動作をモーションキャプチャで計測し，例えば，手首の理想運動と実際の手首の運動との間に差異がある場合に，修正すべき運動方向に対して振動呈示を行うものである．人はその振動情報に基づいて運動の修正を行うことで結果的に目標の運動フォームに近い運動が実現できるようになる．実際に開発したデバイスおよび制御手法を用いて実験を行い，その有効性を確認した．さらに，振動の方向とタイミング等を調整することにより，人に運動速度を提示する手法の検討を行った．
そのほか，開発したデバイスおよび振動呈示手法をスポーツ等の運動教示への応用だけでなく，人を目的地に誘導することや，歩行器や車いす使用者の誘導，危険呈示等にも応用することを考え，より広い範囲の誘導システムの検討を行った．
構築したデバイスやその制御アルゴリズム等の成果をまとめ，国内学会，国際学会等で発表を行った．
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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
本研究の最終目的は，スポーツのような動的な運動において，その目標フォームを効果的に学習することである．本年度は，人間の手首を目標の点に誘導することや，その運動経路を制御することが可能となり，最終目的達成のための着実な成果が得られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，モーションキャプチャのような高価なセンサシステムを用いることなく，体の加速度や角速度を計測可能な小型IMU等のセンサを用いて人間の姿勢を取得し，高価なモーションキャプチャを用いない支援デバイスの実現を目指す．また，長期間の運動の変化を記録し，その解析を行うことで振動デバイスを用いた運動教示の有効性について検証を行う．
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