2011 Fiscal Year Annual Research Report
全身麻痺者の生活支援をめざした皮質脳波を制御入力とする上肢補助付電動車イスの開発
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22700574
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松下 光次郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 招聘研究員 (30531793)
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| Keywords | ブレイン・マシン・インターフェース / 皮質脳波 / 電動車イス |
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| Research Abstract |
本研究は,ブレイン・マシン・インターフェースによる完全麻痺者の運動補助をめざし,ヒト皮質脳波に基づく運動補助制御系の構築,上肢アシストおよび電動車イスの運動補助システムの製作,安全を確保するための訓練環境とするバーチャルリアリティ(VR)訓練システムの構築,の課題を行うものである.研究成果を下記する.(1)ヒト皮質脳波に基づく運動補助制御システム:電動車イスが平面移動であることからPCのカーソル操作と同様な課題と仮定し,上下左右をヒト皮質脳波より判別する制御システムの構築を行った.先行研究の動作識別アルゴリズムを適用し,これまでの実験にて記録したヒト皮質脳波&ビデオ・データによる検証実験を行った.また,注目する特定の刺激に対する脳波反応であるP300を利用した制御システムの構築も行った.提案するP300(ただし頭皮脳波)と障害物回避機能を有する電動車イスを組み合わせた実験で,視覚刺激を発する特定オブジェクトへの選択移動が可能であることを示した.(2)上肢補助付電動車イスの開発:電動車イスのインターフェース(制御器・ソフトウェア)を製作.更には,安全性向上のため,広域距離センサに基づく自律的な障害物回避システムを構築した.また上肢アシスト装置として,6軸ロボットアームを製作,電動車イス側面に取り付け,上肢のアシストを実現可能とした.(3)VR訓練システムの構築:三次元動力学エンジンOpen Dynamics Engineに基づく仮想訓練環境を改善.これまでのシステムは仮想空間の物体間の衝突判定のみであったが,状況に応じて,動力学演算を導入し空間内の物体とのインタラクションを可能とさせた.また,製作した上肢補助付電動車イスのモデル構築,脳波解析用インターフェース部を構築し,研究プラットフォームとして活用した.
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