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2012 Fiscal Year Final Research Report

Extraction of synergetic structure of whole body movements and its application to human assisting system

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 21300092
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Sensitivity informatics/Soft computing
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

SAKAGUCHI Yutaka  電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 教授 (40205737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) UNO Yoji  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10203572)
IKEDA Shiro  統計数理研究所, 推理・推論研究系, 准教授 (30336101)
ISHIDA Fumihiko  富山高等工業専門学校, 専攻科, 准教授 (20345432)
SHIMAI Hiroyuki  電気通信大学, 大学院・情報システム学研究科, 助教 (10361833)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) ISHIKAWA Masatoshi  東京大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (40212857)
Project Period (FY) 2009 – 2012
Keywords運動メカニズム / 全身動作 / 協調構造 / シナジー / スパース表現 / 先読み / 障碍者補助
Research Abstract

In the present study, we analyzed and extracted the motor synergy of human whole body movements and developed an algorithm for predicting body movement based on the extracted synergy, as well as applying the algorithm to control of a walking assistance system for the subjects with leg paralysis. Three primary outcomes have been achieved. First, we revealed the motor synergy in several motor tasks using various analysis methods including UCM analysis. Second, we built a system which could predict the content and timing of the main action from its accompanying predecessor body movement. Third, we developed a robotic system which estimated the subject’s walking pattern from his/her body movement in a real-time manner and assisted his/her walking.

  • Research Products

    (49 results)

All 2013 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (35 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 情報統合の神経回路モデルを用いたヒューマノイドの全身リーチング姿勢の決定2013

    • Author(s)
      杉村僚介, 香川高弘, 田地宏一, 宇野洋二
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J96-D Pages: 1048-1057

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 冗長関節アームの協調動作のためのUCM参照フィードバック制御法2013

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J96-D Pages: 346-356

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 歩行中の手先振動抑制に対する視覚情報の役割2012

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J95-D Pages: 314-322

  • [Journal Article] 逆ダイナミックスモデルを用いた反復制御による運動適応2012

    • Author(s)
      大谷将司, 田地宏一, 宇野洋二
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌

      Volume: J95-D Pages: 305-313

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motor synergies for dampening hand vibration during human walking2012

    • Author(s)
      Togo, S., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 216 Pages: 81-90

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] State-dependent corrective reactions for backward balance losses in human walking2011

    • Author(s)
      Kagawa, T., Ohta, Y. & Uno, Y
    • Journal Title

      Human Movement Science

      Volume: 30 Pages: 1210-1224

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 歩行補助ロボットによる段差歩行のためのセンサ制御系の開発2011

    • Author(s)
      小田佑樹, 香川高弘, 宇野洋二
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 131 Pages: 2181-2188

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 装着型ロボットの歩行補助における後方転倒予防のための一方策2011

    • Author(s)
      北村仁, 香川高弘, 宇野洋二
    • Journal Title

      電気学会論文誌C

      Volume: 131 Pages: 2000-2008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Audiolizing body movement: Its concept and application to motor skill learning2011

    • Author(s)
      Houri, N., Arita ,H. & Sakaguchi , Y
    • Journal Title

      Proc 2nd Augmented Human International Conference (AH-2011)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Necessary condition for forward progression in ballistic walking2010

    • Author(s)
      Kagawa, T. & Uno, Y
    • Journal Title

      Human Movement Science

      Volume: 29 Pages: 964-976

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 歩行中の手先振動抑制を抑制する方策に対するUCM解析2010

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文

      Volume: J93-D Pages: 2666-2674

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motor planning as an optimization of command representation2009

    • Author(s)
      Ikeda, S. & Sakaguchi, Y
    • Journal Title

      Proc. 48th IEEE Conf. on Decision and Control,(ThB09.3)

      Pages: 4499-4504

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 身体運動の協調構造を利用した到達運動の先読みシステム2013

    • Author(s)
      西田泰明, 阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2013-03-14
  • [Presentation] 軌道追従タスクにおける多関節腕の協調制御2013

    • Author(s)
      東郷俊太,香川高弘,宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2013-03-14
  • [Presentation] Mechanism of body operation in Japanese classical material arts: Motion analysis of quiet standing and walking2012

    • Author(s)
      Inoue, Y. & Sakaguchi, Y.
    • Organizer
      BPES2012
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2012-09-20
  • [Presentation] Interlimb coordinationto avoid backward falling in perturbed walking2012

    • Author(s)
      Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      BPES2012
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      2012-09-20
  • [Presentation] UCM空間を用いた冗長マニピュレータの協調制御2012

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      日本ロボット学会第30回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2012-09-20
  • [Presentation] Coordinated motion control of a redundant joint arm using an Uncontrolled Manifold2012

    • Author(s)
      Togo, S., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      JNNS2012
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2012-09-14
  • [Presentation] UCM analysis of human multi-joint coordination and mechanical arm impedance2012

    • Author(s)
      Togo, S., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      22nd NCM Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Venice (Italy)
    • Year and Date
      2012-04-25
  • [Presentation] 準備動作の違いによる左右踏み出し運動の識別~全身運動の時間的構造に基づく行動の先読みに向けて2012

    • Author(s)
      西田泰明, 藤原祐介, 阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] 床反力情報に基づく装着型ロボットによる起立補助2012

    • Author(s)
      後藤謙治, 香川高弘, 宇野洋二, 阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] 歩行補助ロボットのつまずきに対応するセンサ制御系の開発2012

    • Author(s)
      周広宇, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] 外乱に対する補償動作に基づく歩行安定性の評価2012

    • Author(s)
      橘鮎郎, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] 打ち下ろし動作における最適運動パタンの探索2012

    • Author(s)
      石野智晴, 阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] 感覚運動統合モデルを用いたヒューマノイドの全身リーチング姿勢の生成2012

    • Author(s)
      杉村僚介, 香川高弘, 田地宏一, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] Human interface of a wearable robot for walking on astep2011

    • Author(s)
      Kagawa, T., Oda, Y. & Uno, Y
    • Organizer
      CLAWAR 2011
    • Place of Presentation
      Paris (France)
    • Year and Date
      20110900
  • [Presentation] A role of visual information for joint coordination to dampen hand vibration during human walking2011

    • Author(s)
      Togo, S., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      Progress in Motor Control VIII
    • Place of Presentation
      Cincinnati (USA)
    • Year and Date
      20110700
  • [Presentation] Planning of kicking motion with via-point representation for humanoid robot2011

    • Author(s)
      Sung, C.H., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      URAI 2011
    • Place of Presentation
      Seoul (Korea)
    • Year and Date
      2011-11-24
  • [Presentation] Posture adjustment of standing on a slope with a wearable robot2011

    • Author(s)
      Kagawa, T., Goto, T. & Uno, Y
    • Organizer
      URAI 2011
    • Place of Presentation
      Seoul (Korea)
    • Year and Date
      2011-11-24
  • [Presentation] 身体運動の可聴化:その概念と運動学習支援への応用2011

    • Author(s)
      宝里直幸, 有田浩之, 阪口豊
    • Organizer
      インタラクション2011
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-03-12
  • [Presentation] 多変量単位四元数のための因子分析モデル2011

    • Author(s)
      藤原祐介, 阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2011-03-08
  • [Presentation] 歩行補助ロボットによる昇段歩行における後方転倒予防2011

    • Author(s)
      小田佑樹, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2011-03-08
  • [Presentation] 歩行中の手先振動を抑制する関節間協調に対する視覚情報の働き2011

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2011-03-08
  • [Presentation] 段差歩行実現のための歩行補助ロボットのセンサ制御系開発2010

    • Author(s)
      小田佑樹, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-12-19
  • [Presentation] 歩行中の後方転倒誘発刺激に対する状態依存の姿勢制御応答2010

    • Author(s)
      香川高弘, 太田雄, 宇野洋二
    • Organizer
      第25回生体生理工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 歩行中の手先振動の抑制に対する視覚の働き2010

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      第25回生体生理工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] 歩行中の手先振動を抑制する関節間協調の解析2010

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      Neuro 2010
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2010-09-02
  • [Presentation] Fall prevention control of a wearable robot using ground reaction force sensors2010

    • Author(s)
      Kagawa, T., Kitamura, H. & Uno, Y
    • Organizer
      CLAWAR 2010
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2010-08-31
  • [Presentation] Postural responses of backward balance loss during walking on a treadmill2010

    • Author(s)
      Kagawa, T., Ohta, Y. & Uno, Y
    • Organizer
      4th Intl. Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions
    • Place of Presentation
      Prague (Czech)
    • Year and Date
      2010-06-15
  • [Presentation] Analysis of synergy for dampening hand vibration during walking2010

    • Author(s)
      Togo, S., Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      4th Intl. Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions
    • Place of Presentation
      Prague (Czech)
    • Year and Date
      2010-06-15
  • [Presentation] 床反力センサを用いた歩行補助ロボットの転倒予防制御2010

    • Author(s)
      北村仁, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会MBE研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2010-03-10
  • [Presentation] 歩行中の手先振動を抑制する協調動作の解析2010

    • Author(s)
      東郷俊太, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      電子情報通信学会NC研究会
    • Place of Presentation
      町田
    • Year and Date
      2010-03-10
  • [Presentation] 感覚フィードバックと実時間性2009

    • Author(s)
      阪口豊
    • Organizer
      電子情報通信学会身体性情報学研究会平成21年度第2回シンポジウム
    • Place of Presentation
      調布
    • Year and Date
      2009-12-19
  • [Presentation] 歩行補助ロボットの床反力計測システムの開発2009

    • Author(s)
      北村仁, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      第10回計測自動制御学会SI部門講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] 腕運動の予測に基づく歩行補助ロボットの制御2009

    • Author(s)
      小田佑樹, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      第10回計測自動制御学会SI部門講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] 人間の重心軌道を手本としたヒューマノイドの起立動作の生成2009

    • Author(s)
      日比野瑛, 香川高弘, 宇野洋二
    • Organizer
      第10回計測自動制御学会SI部門講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-12-14
  • [Presentation] A human interface for stride control on a wearable robot2009

    • Author(s)
      Kagawa, T. & Uno, Y
    • Organizer
      IROS2009
    • Place of Presentation
      St. Louis (USA)
    • Year and Date
      2009-10-14
  • [Book] 最先端メ ディカルエンジニアリング2012

    • Author(s)
      香川高弘, 宇野洋二
    • Total Pages
      106-111
    • Publisher
      一粒書房
  • [Book] Evaluation of gait stability based on recovery steps in perturbed gait, in "Treadmills"2011

    • Author(s)
      Kagawa, T., Tachibana, A. & Uno, Y.
    • Total Pages
      69-85
    • Publisher
      Nova Science Publisher

URL: 

Published: 2014-08-29   Modified: 2017-10-13  

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