下肢は上肢より操作が上手？下肢の不器用さを物理と心理で解明・支援し潜在能力を解放

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K18699
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小森 雅晴 京都大学, 工学研究科, 教授 (90335191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野村 理朗 京都大学, 教育学研究科, 准教授 (60399011) ; 寺川 達郎 京都大学, 工学研究科, 助教 (10847982)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 下肢 / 操作

Outline of Annual Research Achievements

上肢は多自由度な動作が可能であり、ロボット等を操作することができる。下肢も多自由度な動作が可能であるため上肢と同様の操作ができる可能性があるが、下肢は上肢と比べて不器用であるという課題がある。しかし、下肢の不器用さについて解明し、それを支援することができれば、下肢で上手に操作できる可能性がある。そこで、本研究では下肢の不器用さについて物理と心理の面から解明に取り組み、それを支援する方法について探索する。
昨年度までに、下肢の不器用さの調査実験を行い、被験者がディスプレイに表示される動作を見て下肢を動作させる場合に、一部の動作においてディスプレイに表示された動作とはやや異なる動作を生じさせる特性があることを明らかにした。今年度は、まず、下肢の動作データを用いて、ディスプレイに表示された動作と実際の動作の違いについて定量的に分析を行った。次に、この特性を考慮して、実際の下肢の動作のデータから適した操作指令を算出する操作システムを構築した。そして、この操作システムの有効性の評価実験を行った。ディスプレイに被験者が操作する操作対象物とターゲットを表示し、被験者が下肢の動作によって操作対象物を操作してターゲットに合うように移動させるゲームを構築して実験を行った。これにより本操作システムを用いる場合と従来の考えに基づく操作システムを用いる場合について、ゲームを終えるまでに要する時間や操作の精度の点で比較を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

これまでに、下肢の動作について調査する実験をして、定量的にその特性の分析を行った。また、下肢の特性を考慮した操作システムを構築し、その有効性の評価実験を終えている。このため、順調に進んでいる面はあるが、下肢の特性をより詳細に調査する必要があることから、やや遅れていると判断する。

Strategy for Future Research Activity

今後は、下肢の特性についてより詳細に明らかにするための調査実験を行い、得られたデータを定量的に分析する。また、構築した操作システムの性能を向上させる方法について、下肢の特性の詳細調査結果を組み込むなどの方法が有効かを検討する。

Causes of Carryover

令和4年度に実施する計画をしていた、下肢の特性の詳細な調査実験とデータの定量的分析や操作システムの性能向上方法の検討を令和5年度に実施することにしたため、次年度使用額が生じた。次年度使用額を使用してこれらの作業を令和5年度に進める計画をしている。