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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Online motor sensation communication based on the motor command estimation and force/haptic feedback using a digital human model

Research Project

Project/Area Number 21H01292
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

栗田 雄一  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80403591)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 多田 充徳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究チーム長 (70392628)
遠藤 維  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (40599073)
丸山 翼  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (50817161)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords運動感覚 / 人体モデル / 力覚 / モジュール開発 / パーソナライズ / 感覚伝送
Outline of Annual Research Achievements

本課題では無線運動計測と全身筋骨格モデルによるリアルタイム筋活性度推定ならびに力覚提示技術をシームレスに統合したオンライン運動感覚伝送システムの開発、およびその効果検証を行うことを目的としており、A-1:無線IMUモジュールと人体モデルの接続によるリアルタイム全身運動計測、A-2:個人の力学特性反映した人体モデルの構築とリアルタイム筋活性度推定、B-1:無線介入モジュールによる道具操作感の改変、B-2:無線介入モジュールと運動アシスト機器による運動感覚の伝達の4項目について取り組んでいる。
2022年度は次の研究に取り組んだ。A-1 無線IMUモジュールと人体モデルの接続によるリアルタイム全身運動計測 については、無線IMUモジュール開発ならびに無線介入制御モジュールの開発をすすめ、運動情報の人体モデルへのリアルタイム入力技術開発についても入力する運動情報の仕様を決定し開発をすすめた。A-2 個人の力学特性を反映した人体モデルの構築とリアルタイム筋活性度推定 については、人体モデルの個人チューニング技術の開発のための個人モデル構築をすすめた。B-1 無線介入モジュールによる道具操作感の改変については、主観的力感覚が外部からの刺激によってどのように影響を受けるかについて調査した。B-2 無線介入モジュールと運動アシスト機器による運動感覚の伝達については、運動アシスト機器による階段降段感覚の提示アルゴリズムを開発しプロトタイプを実装した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

A-1:無線IMUモジュールと人体モデルの接続によるリアルタイム全身運動計測、A-2:個人の力学特性を反映した人体モデルの構築とリアルタイム筋活性度推定、B-1:無線介入モジュールによ る道具操作感の改変、B-2:無線介入モジュールと運動アシスト機器による運動感覚の伝達の4項目について、当初の予定通りの取り組みを実施できており、おおむね順調に進展している.

Strategy for Future Research Activity

2023年度も、引き続きA-1, A-2, B-1, B-2 の各項目について研究を進める。A-1項目においては、無線IMUモジュール開発,運動情報の人体モデルへのリアルタイム入力技術開発、A-2項目においては、人体モデルの個人チューニング技術の開発と筋活性度のリアルタイム推定技術の開発、B-1項目においては、外部刺激の制御による操作感、運動感覚の改変、B-2項目ににおいては、力覚フィードバックによる運動感覚伝達機器の開発と評価を、研究分担者と連携して進める。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Stair-Climbing Training System Using Visual VR Display for Total Knee Arthroplasty Patients2023

    • Author(s)
      Yuichi Kurita, Takumi Okumura, Ryota Imai, Tomohiko Nishigami, So Tanaka, and Takanori Taniguchi
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Manipulation of perceptual force by vibration -Effect on isometric wrist extension movement-2023

    • Author(s)
      Taichi Tamai, Yuichi Kurita
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Soft wearable exoskeleton and its applications to human augmentation2023

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      Easwari Engineering College International Faculty Development Program on Exploring the future endeavours in the Biomedical Technology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Human augmentation with a soft wearable exoskeleton2023

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      Ninth International Conference on Biosignals, Images, and Instrumentation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Impact of PGM Training on Reaction Time and Sense of Agency2022

    • Author(s)
      Enrique Calderon-Sastre, Swagata Das, and Yuichi Kurita
    • Organizer
      International Conference on Smart Multimedia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 振動と等尺性手首伸展動作がアシスト力の知覚に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      玉井太一、栗田雄一
    • Organizer
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [Presentation] 人工筋による力覚介入を用いたVR階段降段トレーニングシステム2022

    • Author(s)
      中川康太、栗田雄一
    • Organizer
      The 6th Workshop of Robotics Ongoing Breakthroughs
  • [Presentation] 振動と等尺性手首伸展動作がアシスト力の知覚に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      玉井太一、栗田雄一
    • Organizer
      The 6th Workshop of Robotics Ongoing Breakthroughs
  • [Presentation] GM Training for Reaction Time Improvement and Sense of Agency2022

    • Author(s)
      Enrique Calderon-Sastre、Swagata Das、Yuichi Kurita
    • Organizer
      The 6th Workshop of Robotics Ongoing Breakthroughs
  • [Presentation] 人工筋を用いた力覚介入による重り保持時の努力感の操作2022

    • Author(s)
      栗田雄一,小濵遼平,丸山翼,遠藤維,多田充徳
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
  • [Presentation] ウェアラブルなアクチュエータによる力覚介入と運動拡張2022

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      日本機械学会年次大会・先端技術フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 視覚と力覚の同時介入によるVR運動・リハビリトレーニング2022

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      ARO協議会第9回学術集会・JST成果展開支援事業ランチョンセミナー
    • Invited
  • [Presentation] デジタル時代のヘルスケア・リハビリのためのスマートコーチング技術2022

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      第38回日本義肢装具学会学術大会
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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