2023 Fiscal Year Final Research Report

Construction of Access Time-Space Control Platform of Human Motion

Research Project

PDF

Project/Area Number	21H04566
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	Katsura Seiichiro 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00401779)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉澤浩志東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (70318070) 板口典弘慶應義塾大学, 文学部(三田), 准教授 (50706637) 長津裕己拓殖大学, 工学部, 助教 (60804987) 村松久圭広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (20874465) 梅野和也常葉大学, 健康科学部, 講師 (30783526) 山之内亘沼津工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30635305)
Project Period (FY)	2021-04-05 – 2024-03-31
Keywords	抽象化理工学 / 人間支援 / 時空間動作伝送 / データロボティクス / 手づたえ教示 / モーションコピーシステム / バイラテラルAI / 機能的電気刺激
Outline of Final Research Achievements	The purpose of this research is to construct a control platform of "access time-space of human motion" by multi-degree-of-freedom motion-copying system using functional electrical stimulation (FES). We have successfully developed a new two-degree-of-freedom control for FES. By integrating fingertip force estimation technology from myoelectric waves and a non-contact sensing system for human finger movements based on motion capture, we developed "FES interface" technology that can attain efficient skill transfer from person to person. This platform was applied to rehabilitation through close collaboration between engineering, neuropsychology, and neurology, leading to the development of equipment that enables quantitative diagnosis and recording of rehabilitation effects.
Free Research Field	電気電子工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	「機能的電気刺激インタフェース」構築のための二自由度制御系として、外乱オブザーバに基づく独自の制御手法の開発に成功した。位置制御から力制御までロバストに実現できる本制御基盤は、「人間動作のアクセス時空間」の基本となるものである。さらに、「バイラテラルAI」により上肢筋電から指先力のモデリングを行い、非拘束型の動作センシングシステムを構築した。これらの要素技術を統合して「機能的電気刺激インタフェース」の多自由度化に向けたハードウェア／ソフトウェア基盤を構築することに成功し、人から人に動作やスキルを伝える「ヒューマンコピー」に向けた新たな道を拓いた。