2023 Fiscal Year Annual Research Report
反射音式触覚センシングと身体化ハプティクスによるウェアラブル触診システムへの展開
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21H01291
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 由浩 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90432286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 広志 秋田大学, 医学部附属病院, 講師 (80375302)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 触診 / 触覚センサ / 触覚フィードバック / ウェアラブル / 硬さ / 音響 / 空気圧 / 感覚運動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、産婦人科で行われる触診で早産リスク評価に有効な子宮頸管の硬さ評価を行えるウェアラブル触覚センサシステムの開発を目的とする。機械的・電気的安全性に優れる反射音式触覚センシングを活用した柔らかいゴム製のウェアラブルセンサを開発し、力分布から硬さを評価する。
本年度は、主に硬さフィードバックの触覚提示について検討を行った。対象が柔らかい場合、ヒトの硬さ知覚メカニズムでは接触面積の変化が重要となる。そこで、空気圧を用いたパウチモータに着目し、その形状を検討し、圧力上昇に応じて膨らむ箇所が段階的に広がるようにし、これを前腕に巻き付けて硬さ情報提示を行った。硬さの異なる試料に対する本触覚フィードバックを用いた識別実験の結果、良好にその識別が可能であることが示された。また、これまでに提案した、ユーザーの主観的な硬さ知覚およびそれに基づくユーザー自身によるセンサの姿勢補正の履歴からロジスティック回帰を用いて硬さ推定する方法について、詳細解析を行った。調整完了までの回転/屈曲方向の角度誤差の平均および調整時の回転/屈曲方向の角度誤差から、5段階の硬さ試料の確率を算出しこれを重み係数とし硬さ推定値を求めた。子宮頸管を模擬した5つの硬さの異なる試料に対する実験の結果、推定誤差、再現性に加えて、分散係数も従来手法から有意に向上することが示された。さらに、帝王切開時の妊婦を対象にした臨床研究に対する解析を行った。本研究で開発した開口部を設けたウェアラブル触覚センサで子宮頸管を計測するとともに、その時に知覚した硬さをモデルから選択し、対応関係を評価した。妊婦5名に対する計測の結果、本センサによる3段階程度の識別可能性が示された。なお、ここでは上述した触覚フィードバックおよび硬さ推定は実装しておらず、センサ出力からの直接の評価になる。今後、実装することでさらなる精度向上を目指したい。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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