2019 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of teaching method of manipulation of medical equipment introducing human motion sensing.
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18K04059
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
武藤 伸洋 日本大学, 工学部, 教授 (10500788)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柿崎 隆夫 日本大学, 工学部, 教授 (10586556) [Withdrawn]
遠藤 央 日本大学, 工学部, 講師 (50547825)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 習熟度 / 視線情報 / 画像処理 / 医療機器操作 / 遠隔作業支援 / ネットワーク / 指運動 / ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，センサによる人間の動作計測技術，ロボット・ICT技術を導入し，操作者の運動情報による作業熟練度の定量化と，その情報伝達による遠隔作業支援システムを実現することで，医療機器操作の教授法を確立することを目的とした．H３１年度（令和元年度）は，サブシステムを高度化・統合化した遠隔作業支援システムの開発・検証を行った．
具体的には，臨床作業分析実験システムにおいて指運動の計測システムを構築し，人工呼吸器の操作を対象に実験を実施した．被験者8名に対し各10回の操作時の運動情報を計測し，操作時間と，人差し指，中指，薬指，小指の屈曲伸展速度の標準偏差および屈曲伸展加速度の標準偏差に負の相関があることを確認した．さらに，操作時間と指の連動性について分析した結果，被験者全員に共通する相関は無いが，各被験者にそれぞれ異なる相関の推移が見られ，操作に習熟していく中で現れる指の連動性が人それぞれ異なることが分った．プロジェクタサブシステムに関しては，映像・音声通信に加え，操作方法を図示する情報を操作対象機器に投影するシステムを構築し，被験者6名による実験で作業支援効果を検証した．これらの実験は，日本大学工学部倫理審査委員会の承認を得て実施した (承認番号2017-03,04(2018,2019年度継続承認済み))．ロボットサブシステムに関しては，運搬作業や点検作業などの作業支援を目的としたマニピュレータ搭載型移動ロボットの遠隔操作システムを構築した，の遠隔操作を容易にするため，マニピュレータ手先に対するカメラ自動追従機能，移動ロボットの障害物回避機能を構築した．
これら高度化したサブシステムに対し，グローバルIPアドレスを付与した統合サーバを大学内ネットワークに設置し，インターネット上からクライアントとなるサブシステムが双方向に情報通信可能なサーバクライアントシステムを構築した．
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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
一部の実験装置が１０月の台風による水害で故障したが、代替の機器を活用して実験装置を構築した。被験者実験の倫理審査・実験実施等については計画通り実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、作業者の運動情報を利用した医療機器操作習熟度の解明と操作習熟度の定量化モデルの構築については、これまでの実験で得られた作業に習熟していく過程での各指の連動性の推移の分析方法をベースに、視線、指、腕の相互の関連性に着目した角的な観点から習熟度の定量化を目指す。またこれらの特性を考慮した遠隔作業支援システムの構築を実験による評価を進める。
作業支援システムの基盤開発では、遠隔地との映像・音声、センサ情報の相互通信をベースに、プロジェクタによる情報的支援、移動ロボット・マニピュレータによる物理的支援を可能とするシステムを構築する。遠隔地からの操作に関しては、ロボット等の操縦の専門家でなくても操作しやすいインタフェースを構築し、遠隔地間で実際のインターネット回線の環境を用いて統合的な効果を確認する。
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| Causes of Carryover |
遠隔作業支援システム用のコンピュータ、センサ、ロボットの性能向上と低価格化が進み、交付決定額を使い切ることなくH31年度の計画を実施できた。次年度使用額については、遠隔地間での実験における、双方の詳細な映像情報や操作情報を記録するための機器および記憶装置に使用する。
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