2018 Fiscal Year Research-status Report
手触り感覚脳内モデルの同定と形状・質感を知覚できるロボットハンドへの適用
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18K18835
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
呉 景龍 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (30294648)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 智 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (20236277)
金澤 右 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20243511)
楊 家家 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (30601588)
呉 瓊 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (40762935)
江島 義道 岡山大学, 自然科学研究科, 客員教授 (60026143)
于 英花 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 特別研究員(RPD) (60812039)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 触覚 / 形状・質感 / 同定 / ERP / fMRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，まず、fMRI高磁場環境で使用できる条件を満たすため、使用材料は非磁気のプラスチック素材を選び、駆動方式は空気圧制御を採用した。それから、掌サイズと凹凸の個人差を考慮して、上下と左右をミリ単位で微調整可能かつ高空間分解度（㎜）の力学刺激を提示できる触覚実験装置を研究開発した。手触り感覚、形状・質感脳内モデルを同定できる実験タスクを考案するため、最新の研究成果を調査して大域と小域を複合した新しい触覚実験タスクを提案した。
手触り感覚脳内モデルの同定を実現するため、触覚認知の工学実験とfMRI実験を設計した。さらに、掌の(x, y)平面の各部位を、独自に研究開発して触覚実験専用デバイスを使用して時空間ダブル循環方式で掌の各部位を刺激して、脳内皮質平面(u, v)における脳活動信号を計測するfMRI予備実験を実施している。
得られた実験データはSPMなどの通用解析方法の以外に独自提案した方法も用いて解析している。手触り感覚脳内モデルの同定は、最先端の研究成果を調査収集した上、本研究の成果に基づいて検討している。
これらの成果は学術雑誌論文5件(Frontiers in human neuroscience 1件, Parkinson's Disease 1件, Information 2件, International journal of psychophysiology 1件)掲載されている。関連成果はIEEE、ICMEなどの国際会議と国内の関連学会でも6件を発表された。
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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
本研究では，まず、fMRI高磁場環境で使用できる条件を満たすため、使用材料は非磁気素材を選び、駆動方式は空気圧制御を実現できた。それから、掌サイズと凹凸の個人差を考慮して、上下と左右をミリ単位で微調整可能かつ高空間分解度（㎜）の力学刺激を提示できる触覚実験装置を研究開発できた。手触り感覚、形状・質感脳内モデルを同定できる実験タスクを考案するため、最新の研究成果を調査して大域と小域を複合した新しい触覚実験タスクを提案できた。手触り感覚脳内モデルの同定を実現するため、触覚認知の工学実験とfMRI実験を設計できた。さらに、掌の(x, y)平面の各部位を、独自に研究開発して触覚実験専用デバイスを使用して時空間ダブル循環方式で掌の各部位を刺激して、脳内皮質平面(u, v)における脳活動信号を計測するfMRI予備実験を実施している。得られた実験データはSPMなどの通用解析方法の以外に独自提案した方法も用いて解析を進行している。手触り感覚脳内モデルの同定は、最先端の研究成果を調査収集した上本研究の成果に基づいて順調に検討している。以上の理由で、本課題はおおむね順調に進展していると報告する。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は以下の方策を用いて推進していく。まず、ダブル循環式測定法によるfMRI機能脳画像と脳解剖学の知見を統合としたアプローチを用いて、手触り感覚の手の部位と脳内活動部位の位置同定を行う。次に、二重非線形補正等の脳画像補正などの解析方法を用いて手触り感覚脳内モデルH(u, v)＝f(G(x, y))を同定する。さらに、手触り感覚の脳内モデルH(u, v)＝f(G(x, y))に基づいて、指間の距離と曲率情報を用いた形状知覚関数o(H(u, v))と、親指と他の指の二重触覚情報を用いた質感知覚関数m(H(u, v))を同定して、形状・質感を知覚できるロボットハンドに適用する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由：消耗品の使用が減少した。使用計画：消耗品を買う。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Ting Guo, Yinghua Yu, Yanna Ren, Yiyang Yu, Yuuki hasegawa, Ryosuke Goto, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima1, Jinglong Wu2018
Author(s)
Ting Guo, Yinghua Yu, Yanna Ren, Yiyang Yu, Yuuki hasegawa, Ryosuke Goto, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima1, Jinglong Wu
Organizer
International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
Int'l Joint Research
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