2018 Fiscal Year Research-status Report
視覚障害児のための歩行訓練における新規支援装置の開発
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17K06286
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| Research Institution | Tsuyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
趙 菲菲 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 准教授 (20628846)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薮木 登 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (50200572)
松島 由紀子 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 講師 (60757615)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 視覚障害歩行支援 / 3D距離センサ / 胸部装着型 / 音声処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先天盲者のこどもらが視覚の刺激がなく，自立歩行には非常に困難である。本研究では，視覚障害児の移動能力，空間能力，移動の楽しさと、空間的問題解決の楽しさを体験できるようにし、自立移動に伴う様々な発見や経験を持たせ、発達を豊かにすることができる視覚障害者（先天盲者および小児失明症患者）のための歩行訓練における新規支援装置の開発を目的とする。移動能力と空間能力は環境との結びつきを強くし子ども達の知覚，認知，言語，社会などを学ぶ良い機会を与えることが明らかとなっており，視覚障害者に関する社会復帰あるいは今後の自立に対し，大きな影響を与えられることが期待される。
本研究は2018年度大きく3つに区分して，開発を進めている。1つ目は，薮木研究グループが担当する手押し車に搭載する3D距離センサ部である．ここでは，3D距離センサによる画像生成・距離計算を行う．2つ目は，趙研究グループが担当する，視覚障害者の胸に装着する超音波センサ部である．ここでは，超音波センサ，赤外線センサ，温度センサを利用する．これらのセンサはマイクロコンピュータ上で制御を行う．3つ目は，松島研究グループが担当する，上記のセンサからの入力を元に，音声やビープ音を出力する出力部である．
3研究グループは定期的に研究会を開き，お互いの進捗状況を確認しながら，研究活動を進めている．3D距離センサによる障害物のデータおよび胸部装着型歩行支援装置の信号を音声に変換し，障害者に知らせることを目指している．
盲学校での調査結果としては，高く評価され，「技術の進歩とはこうして一歩一歩の取り組みで、確実に進めていかれるのだな、と頭の下がる思いです」というコメントまでいただいた．
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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
先ほど説明した装置を持ち，共同研究グループで岡山盲学校を訪問し，1人の生徒，生徒の保護者，盲学校の教員の協力のもと実地試験を行った．試験に参加していただいた生徒は右目が全盲，左目が重度の視覚障害を持つ男子生徒である．試験として，薮木研究グループの3Dセンサの動作について確認した．結果として，押し車は持ち手の高さが生徒の身長に適していないため，試験中に生徒にとって負担となることが確認されたが，3Dセンサは押し車を押している最中も正常に動作した．そして，趙研究グループが設計開発した単独歩行訓練用の視覚支援システムの現地動作確認を行った．実験では，選定した各センサの動作試験を行い，昨年度の研究の問題点であった柔らかい物の検知が可能となり，温度センサが実用可能なものであることも分かった．松島研究グループは他の研究グループから検出した信号を受信し，その距離データをもとに警告音を発するプログラムを作成した．
全体計画の「①視覚障害児の歩行訓練に対する調査研究」に対し，視覚障害リハビリテーション協会の主催する学術講演会に参加し，岡山盲学校と連携しながら情報収集を行った．
「③転倒防止機構，画像処理，音声処理の結合」に対し，岡山盲学校の所属している専門歩行訓練士から転倒防止機構よりは，障害者周りの環境を知らせることにより，自立させることが大事という助言をいただき，体に装着する障害物・地面凹凸状態を検出できる歩行支援装置を設計し，構築した．「②プロットタイプの作成．④盲学校で歩行訓練士の下で試運転を果し，助言をいただく」に対し，2018年度末に装置のプロットタイプを完成し，岡山盲学校にて動作確認を行った．押し車装置の使用面から，苦に感じず，単独歩行用の胸部装着型支援装置に対しても，抵抗感はないというフィードバックを得られた．そして，協力者からの評価やアドバイスに基づき，改良案も作成した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題として，3研究グループの共同研究による高度なシステムの開発を目指している．
2019年度に最終目標の「1視覚障害児の移動能力を高めること．2空間能力を高めること．3移動の楽しさと，空間的問題解決の楽しさを体験できる．4保護者の負担軽減ができる．5歩行訓練士の人手不足を解決できる．6視覚障害児が一人で探検することができる．」に向けて，以下のように計画している．
①歩行訓練士からの助言に基づいて，システム全体の微調整や改良を行う予定．②多人数視覚障害児による実験を行う．システムを完成し，視覚障害を持つ乳幼児患者による実験を行い，実際の効果あるいは音声刺激による反応を調べる。③音声のよる訓練の支援．音声による訓練の支援は，安全か否かといった低レベルから，進行方向の把握のような高レベルまで，発達段階に応じて調整が必要であるため，実験により幼児の反応を調査する。④実験データを分析し，最終完成に向かって，すべての実験データを分析し，調整を行う．
具体的には薮木研究グループは障害物が複数存在する場合，障害者に混乱させないように，音声で同時に反応せず，最も距離が近い障害物を検出し，情報を伝達できるプログラムの改良を行う。趙研究グループは，盲学校からのフィードバックにより，体に装着する部分を目立たないように工夫し，装置に組み込んだセンサの補正を行い，適切な信号を送るとともに，地面凹凸の状態も検出できるように改良を行う．松島研究グループは受け取った信号を音声に変換し，最適周波数を出力するよう装置を調整する。
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| Causes of Carryover |
2019年度：1．多人数視覚障害児による実験を行う「システムを完成し，視覚障害を持つ乳幼児患者による実験を行い，実際の効果あるいは音声刺激による反応を調べる」。2．音声のよる訓練の支援「音声による訓練の支援は，安全か否かといった低レベルから，進行方向の把握のような高レベルまで，発達段階に応じて調整が必要であるため，実験により幼児の反応を調査する」。3．実験データを分析し，最終調整をする「最終完成に向かって，すべての実験データを分析し，調整を行う」。以上のように研究活動を進展する予定である.電子情報通信学会が主催する講演会の参加に伴い、発生する旅費および参加費のため，申請いたします
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Research Products
(2 results)
