2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23300208
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小池 康晴 東京工業大学, ソリューション研究機構, 教授 (10302978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70293248)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 筋電図 / 計算論 / シミュレーション / 在宅医療 / 遠隔システム |
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| Research Abstract |
筋活動からの運動推定においては、手首の筋骨格系モデルを構築し、計算機シミュレーションにより2次元の運動をトルクだけでなく、関節の釣り合い位置、関節の剛性も同時に推定するモデルを構築した。さらに、モデルを構成する複数のモジュールの出力信号を削除したり、ノイズを加えたりすることで、運動系の一部が損傷した様子を模擬することができることを確認した。たとえば、小脳疾患の患者の軌跡がシミュレーションの結果に近ければ、小脳でどのような情報が計算されているのかを議論することができる。
前記手首の計算機シミュレーションにおいて、機械学習の技術を用いて手首のダイナミクスモデルや制御のためのフィードバックコントローラ、また、姿勢から筋活動を直接予測するモデルの構築を行った。シミュレーションが推定した各筋肉のパターンは運動方向に従って次第に変化するパターンがみられ、動物実験などで観測された多くの特徴を再現することができた。
そして、軌道の特性がヒトと同じであること、さらに、筋活動の特徴として、それぞれの筋肉の活動が運動方向により変化し、その変化の仕方が三角関数で近似できることも確認した。
リハビリテーション用インタフェースの開発においては、SPIDARというハプティックデバイスを用いて、患者の手に装着が容易で、動きが簡単に計測でき、課題に応じて力が加わるシステムを試作した。手を固定する器具について改良を重ね、位置と力が正しく計測できる新しいグリップの形を構築した。さらに、遠隔で計測されたデータをクラウドサービスにアップデートするシステムを構築した。タブレットやノートパソコンのデータをクラウド上にアップデートし、遠隔にいる医者の端末でその情報をダウンロードし解析することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Prediction of joint angle from muscle activities decoded from electrocorticograms
Author(s)
Duk Shin, Chao Chen, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Hidenori Watanabe, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike
Organizer
5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
Place of Presentation
The University of British Columbia（カナダ）
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[Presentation] Prediction of arm 3d-trajectory from human electrocorticograms
Author(s)
Yasuhiko Nakanishi, Takafumi Yanagisawa, Duk Shin, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masayuki Hirata, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike
Organizer
5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
Place of Presentation
The University of British Columbia（カナダ）
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