2021 Fiscal Year Annual Research Report
筋電位の時空間情報に基づく運動推定法の開発とその応用
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19H04192
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
小澤 隆太 明治大学, 理工学部, 専任教授 (40368006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 志麻 立命館大学, 理工学部, 教授 (40551560)
福永 修一 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (70402518)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 筋電モーメント / ロボットハンド / 筋電センサ / 把持動作識別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、筋電モーメントによる運動解析を行った。まず、把持形態と手首の撓尺屈・掌背屈した際の静的な姿勢を筋電1次モーメントにより解析した。この結果、これらの基本的な把持姿勢と手首姿勢が分離可能であることを示唆された。次に手首の連続的な運動と筋電モーメントの関係を解析した。手首の回転運動は鋭角な点が現れるもののおおむね楕円軌道となる。一方、その際の筋電1次モーメントの軌道は連続的な楕円に近い軌道を構成しており、実際の手首軌道の作る位相構造が保たれていることが分かった。さらに、指の個別運動を筋電モーメントで推定できるかの解析を行った。指の運動の場合、手首や把持運動と比べて筋電位の出力が小さく、筋電0,1次モーメントの反応はわずかであった。一方、筋電2次モーメントには大きな反応がみられ、指の個別運動の識別可能性が示唆された。次に、筋電モーメントを入力とした混合自己回帰モデルを構成し、これに基づき動的に掌背屈を繰り返す際の動作識別を行った。通常の積分筋電位との比較から、このモデルに基づく認識アルゴリズムの有効性を確かめた。
次に、前年度までに開発したウェアラブル電極の改良を行った。前年度のデバイスは導電性エラストマーの伸展による電極部の耐久性に問題があった。そこで、絶縁部とエラストマーの間に補強用エラストマーを挿入した多層構造により耐久性させた。また、3無線式無線システムとインターフェイスの開発により携帯端末で計測可能となった。
さらに筋電応用のためにハンドの開発を行った。前年度開発した小児電動義手の把持能力を向上のために、人の母指構造を参考にして新たな義手の開発を行った。改良した義手は対向性が向上し、以前より大きな物体を確実把持できるようになった。次に、皮膚に可変機構を導入した大人サイズのハンドを開発した。これにより把持対向性が向上し、多様な物体を確実に把持できることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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