2022 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 | Okayama University |
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Principal Investigator |
芝軒 太郎 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (70711290)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 触覚フィードバック / 仮想反力 / 身体運動機能評価 / 生体信号インタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，触覚フィードバックの新たな展開として仮想反力フィードバックモデルを新たに提案した．提案法は，LiDARセンサを用いて計測したロボット周囲の物体とロボットとの距離，速度，加速度から機械インピーダンスに基づく仮想反力を求め，その大きさを振動量に割り当ててフィードバックすることで物体との接触を操作者に直感的にフィードバックすることができる．実験では，前腕に4つの振動子を配置し，物体の方向に応じて提案法を用いて各振動子を振動させることで，操作者が視覚情報に頼ることなく周囲の情報を把握できることを明らかにした [2023 International Conference on Emerging Smart Computing and Informatics (ESCI2023)]．また，振動刺激が身体へ与える影響度を評価するため，足踏み時の身体動揺を例に，定常振動刺激が身体動揺を低減するメカニズムの解明を行った[Journal of Robotics, Networking and Artificial Life (JRNAL)]．ここでは，足圧中心の平均値と中央値を算出し，両耳介付近の振動の前後で身体運動が偏倚することを示した．さらに歩行時の運動評価へ応用し，等時間感覚による振動刺激が歩行を安定化させることを示した．
その他，身体運動評価のためのモニタリングシステムや筋電位信号で操作可能な小型義手型ロボットの開発などを行った．現在，振動刺激の組み合わせにより痛みに相当する感覚を錯覚させるフィードバックモデルについて検討している．
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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
・仮想反力のフィードバックモデルにより視覚情報によらない環境情報の把握を実現できた点
・触覚刺激が身体動作に与える影響度を多角的に評価できた点
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| Strategy for Future Research Activity |
違和感フィードバックモデルの構築を進めるとともに，健常肢との協調動作を目指した義手と統合した新たな筋電義手の創出を目指す．
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| Causes of Carryover |
フィードバック法の確立において新たな知見が創出されたため
新たなフィードバック法と義手制御への応用を目指す
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