2021 Fiscal Year Annual Research Report
支援機器・設備開発の在り方を変えるシルバーシミュレーション技術の創成
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19K21584
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡本 正吾 東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (10579064)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 運動機能障がい / シミュレーション / 経皮電流刺激 / 歩行 / 起立着座 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[シルバーシミュレーション] 関節症などを理由とする運動機能障がい者を支援・介助する機器を開発する目的で，健常者の皮膚に電流刺激を与え，健常者に疼痛患者の動作を模擬させるというシルバーシミュレーションを開発することが本研究の目的であった．片側膝関節症患者の動作を模擬するために，経皮電流刺激を膝部に与えて，疼痛の代替刺激とする手法の有効性を確認した．具体的には，1) 経皮電流刺激を印加する場所として電流刺激が筋収縮を引き起こさない事，経皮電流刺激が安定して知覚できる事を条件に，膝内側部へ刺激を提示することとした．2) 文献調査をもとに，膝に加わるモーメントにあわせて電流パルス刺激を使用することとした．モーメントが大きいときは，パルスの間隔を短くすることで，知覚される電流刺激を大きくすることが有効であることを見出した．3) 電流刺激を用いた起立・着座の動作模擬実験を実施した．疼痛の代替となる電流刺激を用いた動作シミュレーションを起立・着座動作に適用したところ，動作速度や体重心の特徴について，健常者のシミュレーション動作と患者の動作の間に類似性を見出した．
[主動作分析] 運動機能障がい者の動きを含む，多変量時系列データを解析するための主動作分析を開発した．この手法は，多変量時系列データを意味のある主動作に線形分解するという，スペクトラム展開の一種である．特徴の１つは，特定の実験条件の違いを排除（無視）するなど，実験条件が統制されていない動作にも適用可能な点である．例えば，歩行時の動作特徴は歩行速度に大きく影響を受けるが，主動作分析を用いれば，歩行速度が異なる多数のサンプルから，歩行速度の影響を取り除いた主動作を特定することが可能である．例として，歩行速度の違いの影響を受けない，歩行動作のばらつき分析を実施した．ばらつきの多い歩行動作は，転倒リスクが高い動作として知られている．
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