2020 Fiscal Year Research-status Report
痛みを感じる義手：振動刺激に基づく違和感フィードバックと人間らしい制御の試み
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20K20212
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
芝軒 太郎 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70711290)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 触覚フィードバック / 筋電義手 / 身体動揺 / 双腕協調動作 / 生体信号インタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は筋電義手に用いる触覚フィードバックについて，振動刺激を付与した際の身体への影響を明らかにした［The 2021 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB2021)］．ここでは，刺激の前後で身体動揺が偏倚する可能性を示した．また，各腕の動作の時系列特徴量から作業状態を推定して安定した動作が可能な3Dプリンタブル筋電義手を提案した［The 2021 IEEE 3rd Global Conference on Life Sciences and Technologies（LifeTech2021）］．提案法では双腕で行う作業のモデル化について，両腕の時系列の姿勢情報からリカレントニューラルネットワークを用いて両腕の動作を識別し，推定した作業状態から作業に用いる識別動作のみを安定して識別可能とした．実験では，日常生活において箱の蓋を開けて物体を移動する作業を行い，健常肢と義肢を想定したもう片方の腕に装着した開発した義手を用いて作業をスムーズに実施できることを示した．
さらに，筋電位信号の特徴を識別して義手を制御する試みは，他のさまざまな生体信号インタフェースに応用できることから，筋電位信号を用いて手首の全方向識別を可能とし，生体信号インタフェース制御に応用した［The 2021 IEEE 3rd Global Conference on Life Sciences and Technologies（LifeTech2021）］．提案システムでは，筋電位信号による移動ロボットの随意的な制御と多層非接触インピーダンスモデルを用いた自然な回避を同時に実現可能とした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1. 触覚フィードバックについて身体動揺との関係性を明らかにできた点
2. 筋電義手や移動ロボットなど筋電位信号を用いた生体信号インタフェースを実現できた点
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| Strategy for Future Research Activity |
感覚フィードバックについて検討を進めるとともに，義手使用のための訓練法について開発する予定である．
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| Causes of Carryover |
触覚フィードバック法や義手制御において進展があり，十分な研究成果を得るために本年度は計画を変更し，そのプロトタイプシステム構築および基礎的な検証を行ったため．
筋電義手のための触覚フィードバック法開発のための機器購入，検証のための環境構築に使用する予定である．
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Research Products
(3 results)
