Establishment of teaching method of manipulation of medical equipment introducing human motion sensing.

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K04059
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 武藤 伸洋 日本大学, 工学部, 教授 (10500788)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柿崎 隆夫 日本大学, 工学部, 教授 (10586556) [Withdrawn] ; 遠藤 央 日本大学, 工学部, 講師 (50547825) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 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

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．令和３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視線と頭部と手首部の運動の連携性に着目し，人工呼吸器の操作を対象に実験を実施した．被験者５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，視線の動作，頭部角速度・加速度，手首部角速度・加速度の標準偏差との関係性について分析を行った．その結果，被験者全員に共通する相関として，操作時間と作業中の視線の中央からの平均距離に相関が見られた．また他の運動においては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頭部と手首部の連動性が人それぞれ異なることが分った．なお本実験は，日本大学工学部倫理審査委員会の承認を得て実施した ．
ロボットサブシステムに関しては，インターネットを経由できる移動ロボットの遠隔操作システムにおいて，マニピュレータの遠隔操作システムでは，新たな操作系として操作者手首部の運動のセンシングから制御目標値を生成する方法の開発と，移動ロボット，マニピュレータ，パンチルトズームカメラの複数システムを，Zoomによる映像音声を確認しながら操作可能なシステムを構築した．
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，自宅等からの複数ロボットシステムの遠隔制御環境を構築した．