2011 Fiscal Year Annual Research Report
ニューラルネットワーク制御による多指機構を有する5指駆動型筋電義手の開発
| Project/Area Number |
22591634
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
陳 隆明 神戸大学, 医学研究科, 客員准教授 (20437495)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒坂 昌弘 神戸大学, 医学研究科, 教授 (70170115)
辻 敏夫 広島大学, 工学研究院, 教授 (90179995)
秋末 敏宏 神戸大学, 医学研究科, 講師 (90379363)
大塚 彰 県立広島大学, 保健福祉学部, 教授 (50280194)
|
|---|
| Keywords | 筋電位 / 筋電義手 / ニューラルネット / バーチャルリアリティ / トレーニング / Box and Block Test(BBT) |
|---|
| Research Abstract |
本年度は,5指駆動型筋電義手制御のためのトレーニングシステム,および義手の制御法について検討を行った.まず,コンピュータ上に仮想的な義手(バーチャルハンド:VH)を作成し,これを用いたトレーニングシステムを開発した[第20回計測自動制御学会中国支部学術講演会].このシステムでは,操作者の筋電位によりVHを制御し,仮想空間上の物体の把持や移動等の仮想的な作業を行うことができる.本研究では,まず義手の操作能力評価に広く用いられているBox and Block Testを仮想空間上に再現し,高い位置や低い位置にある物体を把持・移動するなどの仮想環境独自の訓練を実装した.そして,提案システムを用いて切断者を含む6名の被験者を対象として5日間の訓練実験を実施した結果,作業能力が有意に向上することを確認した.
次に,提案システムを応用して世界で最も普及しているOtto Bock社製の筋電義手:MYOBOCK用のトレーニングシステムを新たに開発した.このシステムではVHにMYOBOCKの動作特性を導入しており,臨床で行われている作業訓練を模擬することができる.実験では,開発したVHを用いて物体の把持・解放作業を行い,実際の作業訓練を代替できる可能性を示した[日本人間工学会中国・四国支部九州・沖縄支部合同開催支部大会].
一方,俊敏な動きと力強い把持が可能な5指駆動型義手を試作し,筋電位による制御を実現した.実験では,複雑な手指動作をニューラルネットを用いて識別し,素早い指の開閉とアルミ缶を握り潰すことが可能な大把持力を実現した[第21回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2011)].
以上のように,筋電義手の作業訓練支援および5指駆動型義手の随意的な制御を実現することができた.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1.現在最も普及している筋電義手(MYOBOCK)の動作特性を導入したバーチャルハンド,およびそれを用いた新しい作業訓練システムを開発し,臨床で行われている作業訓練を代替できる可能性を示した点.
2.俊敏な指の開閉と力強い把持が可能な新しい5指駆動型義手を開発し,筋電位による制御を実現した点.
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は,提案したシステムの臨床応用可能性を検討するために,被験者を増加して長期間の訓練実験を行う.このとき,実験協力予定者である上肢切断者や作業療法士の意見に基づき,システムのブラッシュアップを図る.また,これまでに提案した電極・動作選定法とトレーニングシステムを融合し,システムが被験者の状態を学習することで,被験者に合わせた訓練が可能な訓練システムを実現する.さらに,訓練後に5指駆動型義手の制御を行い,訓練システムおよびニューラルネットを用いた剃御法の効果を検証する.
|
Research Products
(3 results)
