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2009 Fiscal Year Final Research Report

Walking Support System using Mutual Entrainment and its Effectiveness for Gait Stabilization

Research Project

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Project/Area Number 19300200
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

MIYAKE Yoshihiro  Tokyo Institute of Technology, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (20219752)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MUTOH Takeshi  青山学院大学, 理工学部, 助教 (50433701)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Keywords歩行リズム / 相互引き込み / 動的安定性 / 転倒予防 / パーキンソン病 / Walk-Mate
Research Abstract

Considerable research attention has been devoted to interpersonal synchrony and to locomotor control. However their intersection, the interpersonal synchronization of stepping rhythms, remains relatively unexplored, despite being a common phenomenon that has considerable rehabilitation potential. Therefore, from the perspective of mutual entrainment of gait rhythms, we have constructed an interpersonal synchrony emulation system between a human subject and a virtual biped robot that generates pacing signals using nonlinear oscillators. This system synchronizes the gait cycles of a human and the robot in a cross-feedback manner, by presenting auditory stimuli that indicate the timing of the partner's foot contacting the ground. Here, we evaluated the effectiveness of this system in gait stabilization of Parkison's disease patients, who display disturbances in rhythm formation of gait. The results showed that the gait festination as stride time reduction stabilized and the fluctuation of stride time showed high self-similarity. These results show the effectiveness of mutual entrainment in dynamically stabilizing gait disturbances.

  • Research Products

    (24 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] リズム音刺激を用いた歩行訓練における歩容の変化メカニズムの解析2010

    • Author(s)
      武藤剛, 金井哲也, 佐久田博司, 三宅美博
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 vo1.46, no.5

      Pages: 281-288

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human-robot interaction and subjective time : As an example of co-creation system2010

    • Author(s)
      三宅美博.
    • Journal Title

      Report of the Event Series of the Center for Advanced Studies and Researchin Information and Communication Technologies, Societyat the University of Salzburg(ICT&SCenter)Salzburg,Austria

      Pages: 1-4

  • [Journal Article] Interpersonal synchronization of body motion and the Walk-Mate walking support robot2009

    • Author(s)
      三宅美博.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Robotics vol.25, no.3

      Pages: 638-644

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Complementality between explicitness and ixplicitness in human communication2009

    • Author(s)
      三宅美博.
    • Journal Title

      Proc.of 8th Sino-German Advanced Workshop in Cognitive Neuroscience and Psychology, Munich, Germany

      Pages: 34-36

  • [Journal Article] Human-robot interaction and subjective time"Walk-Mate"walking assist robot as a co-creation system2009

    • Author(s)
      三宅美博.
    • Journal Title

      Proc.of 18th IEEE Int.Symp.on Robot and Human Interactive Communication(ROMAN2009), Toyama, Japan, Plenary TalkIII

      Pages: 32-33

  • [Journal Article] 「問(ま)」と共創コミュニケーション2009

    • Author(s)
      三宅美博
    • Journal Title

      舞踊学 解説論文 vo1.32

      Pages: 67-74

  • [Journal Article] 共創とコミュニケーション2008

    • Author(s)
      三宅美博
    • Journal Title

      人工知能学会誌 解説論文 vol.23, no.5

      Pages: 659-664

  • [Journal Article] 腰軌道の運動学的分析に基づく片麻痺歩行評価システム

    • Author(s)
      西辰徳, 鈴木一輝, 和田義明, 三宅美博
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 in press

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リズムの相互同調に基づく歩行介助システムWalk-Mateによるパーキンソン病患者の歩行安定化に向けた試み2010

    • Author(s)
      鈴木一輝, 織茂智之, 西辰徳, 三宅美博
    • Organizer
      第25回生体・生理工学シンポジウム論文集(BPES2010) 113-114
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 歩行リズムの相互同調を活用するパーキンソン病患者の加速歩行の安定化2010

    • Author(s)
      三宅美博, 織茂智之, 和田義明, 松村さつき, 西辰徳, 鈴木一輝
    • Organizer
      第51回日本神経学会総会抄録集 290
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-05-21
  • [Presentation] 歩行リズムの相互同調を活用するパーキンソン病患者の加速歩行の安定化2010

    • Author(s)
      三宅美博
    • Organizer
      国際高等研・研究プロジェクト「認知と運動における主体性の数理脳科学」報告書 77-91
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2010-03-01
  • [Presentation] 腰軌道の運動学的分析に基づく片麻痺歩行評価システム2010

    • Author(s)
      西辰徳, 鈴木一輝, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      第22回自律分散システム・シンポジウム資料 57-62
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-01-30
  • [Presentation] 腰軌道解析による片麻痺歩行の定量化と有効性評価2009

    • Author(s)
      西辰徳, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      第10回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演論文集(SI2009) 247-250
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-12-24
  • [Presentation] 歩行データベース作成および歩行パターン分析に関する研究2009

    • Author(s)
      三宅美博, 柴眞理子, 和田義明, 長谷川幹
    • Organizer
      理工学振興会一オムロンヘルスケア:フィールドワーク共同調査開発成果報告2009 1-52
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-10-20
  • [Presentation] 歩行リズムの相互同調に基づくパーキンソン病患者の加速歩行の安定化2009

    • Author(s)
      三宅美博, 織茂智之, 松村さつき, 西辰徳, 石澤一紀, 青木清志
    • Organizer
      第3回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス(MDSJ)プログラム・抄録集 P1-F5
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-10-08
  • [Presentation] 腰軌道解析による片麻痺歩行の定量化とパターン分類の試み2009

    • Author(s)
      西辰徳, 松村さつき, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2009講演会予稿集 647-652
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-09-03
  • [Presentation] 共創的歩行介助システムWalk-Mateの片麻痺歩行への適用2009

    • Author(s)
      石澤一紀, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      第21回自律分散システム・シンポジウム資料 117-122
    • Place of Presentation
      鳥取
    • Year and Date
      2009-01-22
  • [Presentation] 共創型歩行介助システムWalk-Mateの片麻痺歩行への適用2008

    • Author(s)
      石澤一紀, 青木清志, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      第9回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演論文集(SI2008) 1033-1034
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2008-12-06
  • [Presentation] パーキンソン病における共創型介助システムWalk-Mateの有効性評価2008

    • Author(s)
      青木清志, 石澤一紀, 和田義明, 織茂智之, 三宅美博
    • Organizer
      第9回SICEシステムインテグレーション部門講演会講演論文集(SI2008) 1031-1032
    • Place of Presentation
      岐阜(SI2008優秀講演賞)
    • Year and Date
      2008-12-06
  • [Presentation] 共創型歩行介助システムWalk-Mateの片麻痺歩行への適用2008

    • Author(s)
      石澤一紀, 青木清志, 和田義明, 三宅美博
    • Organizer
      第23回生体・生理工学シンポジウム論文集(BPES2008) 133-136
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2008-09-28
  • [Book] 共創型歩行介助ロボット(自己組織化ハンドブック)2009

    • Author(s)
      三宅美博
    • Total Pages
      849-853
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス社
  • [Book] エージェントベース社会システム科学宣言(21世紀COEプログラム・エージェントベース社会システム科学の創出プロジェクト編)(「間(ま)」の共有と共創コミュニケーショ)2009

    • Author(s)
      三宅美博
    • Total Pages
      53-64
    • Publisher
      勁草書房
  • [Book] 身体性・コミュニケーション・こころ(早稲田大学複雑系高等学術研究所編)(共創システムと複雑系)(複雑系叢書Vol.2)2007

    • Author(s)
      三宅美博
    • Total Pages
      )217-233
    • Publisher
      共立出版
  • [Remarks] ホームページ等

    • URL

      http://www.myk.dis.titech.ac.jp/

URL: 

Published: 2012-01-26   Modified: 2016-04-21  

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