2021 Fiscal Year Annual Research Report
高分解能手指用MoCapによる指先接触力の多階調推定手法の構築
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19K12036
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
藤原 克哉 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80333128)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水戸部 一孝 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (60282159)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 接触センシング処理 / モーションキャプチャ / 人間情報学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作業療法分野における巧緻動作検査は、所要時間・作業量による量的評価が中心で、指先の動きや対象物への力の入れ方の計測による質的評価の実現が課題である。検査感度の向上のためにも、作業中の手指の位置・姿勢・接触力を詳細に測定し、巧緻動作そのものを評価する手法が求められる。しかし、指と対象物の間にセンサを挟む従来型の接触力測定法では、指先の繊細な感覚を阻害し直接触れる条件とは異質の作業となる。
本研究では、実験で得られた爪上に装着した高分解能の位置姿勢センサの変位から接触力の変化による指先の歪みを計測できるという知見を応用し、手指と対象物の位置姿勢情報のみから接触力を多解像度で推定するアルゴリズムの構築を目指す。指先腹部をセンサー等で覆わないため、指先腹部の触覚などの感覚を生かした作業ができる。作業療法の検査/治療の現場での活用を想定し、巧緻動作検査システム構築の基礎技術を確立する。
本研究で用いる主要な実験装置は、高分解能の手指用磁気式MoCap装置と6軸力覚センサー装置の2つである。このうち6軸力覚センサーは、高解像度化のために、本研究を始めるにあたってこれまで使用していたものよりも分解能の高い機種に入れ替え、新装置の特性の把握に必要な基礎実験を進め、MoCap装置と力覚センサー装置を組み合わせた新しい同時計測システムの構築と調整を実施した。3年目の本年度は、より詳細なデータ蓄積のために、新たに指先形状の測定用の最新の3Dスキャナを導入した。また、構築したシステムを用いて、指の形状や接触力による指の歪みの個人差に関する調査のために、複数の被験者を対象とした実験・計測を進めた。また、巧緻動作検査への応用については、図形をなぞる課題を計測・評価する検査システムの構築し、健常者群と軽度認知障害疑い群に適用した評価実験により検査システムとしての有効性を評価した。
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