2012 Fiscal Year Annual Research Report
計算機上の筋骨格を持つ人体モデルによる車いす座位保持装置設計システムの構築
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22500515
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
花房 昭彦 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (10547839)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 福祉用具・支援機器 / 座位保持装置 / 人体モデル |
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| Research Abstract |
対象者が座位保持装置に座っている状態で脊椎の三次元変形形状を推定できるシステムでは，骨盤部と頸部の三次元座標軸が与えられた時に，梁要素を用いた有限要素法により，脊椎個々の回転と平行移動を含む変換行列を求め，脊椎の変形形状を求める手法についての開発と評価を進めた．背部の脊椎の位置に６箇所添付したマーカー位置からオフセットした位置に脊椎の中立軸位置を推定し，有限要素法により脊椎形状を推定した場合との比較を行った．健常な男性被験者の例では，両者の差は前屈の例で14mm，側屈の例で12mmであった．またこの推定した脊椎中立軸位置の座標をカメラ座標系の座標に変換することによって，脊椎の三次元人体モデルをカメラ画像と重ね合わせて表示する機能の開発も行った．
脊椎表示のため２台のUSBカメラによる画像を計算機に取り込み，姿勢計測するシステムの改良を行った．ドーナッツ形状マーカーの中に1～8の数字を書いて区別し，身体部位の自動認識が行えるようにした．最初にドーナッツ形状マーカー候補を探索し，その後に候補領域の画像をテンプレートの大きさに合わせて変換してマッチングを行う，２段階の手法を採用することによって，比較的背景雑音や，画像に写ったマーカーの大小や，上下，左右傾きの影響を受けにくい認識が可能であった．
空気圧を利用して姿勢変換を行うことが可能な座位保持装置システムの改良を行った．姿勢を変換するためのエアバッグを，身体の構造特性に合わせて支持できるように，頭部を包み込む形状のもの，左右の胸郭下部と骨盤をサポートできる位置と大きさのもの計５個使用するように変更した．被験者にマーカー(13個)をつけて計測実験を行った結果，基本座位姿勢では，頭部は左右の運動，他部位では前方運動を抑制しつつ，頭部18～28mm，胸郭下部41～56mm骨盤部，12～38mmmの姿勢変換が可能であった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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