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2013 Fiscal Year Annual Research Report

筋シナジーの抽出・予測に基づく人と機械の融合

Research Project

Project/Area Number 23360112
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

宮崎 文夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20133142)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西川 敦  信州大学, 繊維学部, 教授 (20283731)
平井 宏明  大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (60388147)
植村 充典  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00512443)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywordsロボティクス / 人間機械システム / リハビリテーション / コーチング
Research Abstract

本研究では、冗長筋骨格系を有する人およびロボットの運動制御や運動支援を「筋シナジー」の観点から解釈し、筋シナジーの抽出/予測結果をもとに人と機械の融合を目指す。本年度は特に以下の2つの小課題に注力し研究を行った。
(1) 融合タイプII-a/b 「筋骨格ロボットによる人の運動支援」
昨年度、筋シナジー抽出/予測結果を元に人の運動を支援する装着型筋骨格ロボット装具を開発した。本年度は、本ロボット装具を用いて、ヒト歩行時の関節平衡点と剛性の同時支援を試み、使用者の歩行改善に成功した。
(2) 融合タイプIII 「機能的電気刺激による人の運動支援」
筋シナジーの概念に基づき複数筋群が協調的に電気刺激された際の身体運動の応答を詳細に調べ、そのモデル化を行った。現在、このモデルに基づき筋群を電気刺激することで、ヒト上肢及び足関節運動を高い精度で制御することが可能となっている。これらの成果は、学術論文誌、学会発表、特許出願、及び現在投稿中の学術論文誌、国際会議等にまとめられている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在のところ、研究を遂行する上で、大きな問題を生じていないため。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究成果を生かし、今後も予定通り研究を進めていく。最終年度である来年度は各融合タイプ(I, II-a/b, III)の成果を繋ぎ、筋シナジーの概念に基づく人と機械の融合を1つの学問体系としてまとめることに注力する。

  • Research Products

    (17 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 水平面内におけるヒト上肢運動時のEMG信号を利用した筋シナジー、平衡点軌道および手先剛性の新しい評価法の提案2014

    • Author(s)
      宇野かんな、奥貴紀、古場啓太郎、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 32(7) Pages: 603-614

    • DOI

      10.7210/jrsj.32.603

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extraction and implementation of muscle synergies in neuro-mechanical control of upper limb movement2014

    • Author(s)
      Hang Pham, Yohei Ariga, Kenta Tominaga, Takanori Oku, Kanna Nakayama, Mitsunori Uemura, Hiroaki Hirai, Fumio Miyazaki
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 28(5) Pages: 1-17

    • DOI

      10.1080/01691864.2013.876940

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reconstruction of human skills by using PCA and transferring them to a robot2014

    • Author(s)
      Masahiro Takeuchi, Jun Shimodaira, Yuki Amaoka, Shinsuke Hamatani, Hiroaki Hirai, Fumio Miyazaki
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 26(1) Pages: 51-58

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherence of coactivation and acceleration in task-specific primary bowing tremor2014

    • Author(s)
      Andre Lee, Kenta Tominaga, Shinichi Furuya, Fumio Miyazaki, Eckart Altenmuller
    • Journal Title

      Journal of Neural Transmission

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 筋拮抗比と筋活性度を用いた拮抗駆動装置の線形制御と筋電インタフェースへの応用2013

    • Author(s)
      有賀陽平、前田大輔、Hang T.T. Pham、中山かんな、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: 31(4) Pages: 517-526

    • DOI

      10.7210/jrsj.31.517

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Task-specific tremor in violinists: Evidence of coactivation in the 3-8 Hz frequency range2013

    • Author(s)
      Andre Lee, Kenta Tominaga, Shinichi Furuya, Fumio Miyazaki, Eckart Altenmuller
    • Journal Title

      Movement Disorders

      Volume: 28(13) Pages: 1890-1892

    • DOI

      10.1002/mds.25569

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 力学解析に基づくヒトの歩行動作における筋協調解析 –統計的手法による筋協調解析との比較-2013

    • Author(s)
      富永健太、宇野かんな、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2013)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131220-20131220
  • [Presentation] 上肢リーチングタスク中の筋シナジー解析と手先剛性に関する考察2013

    • Author(s)
      宇野かんな、奥貴紀、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2013)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131220-20131220
  • [Presentation] 筋シナジー制御法による筋骨格型ロボットの平衡点制御2013

    • Author(s)
      奥貴紀、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2013)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131220-20131220
  • [Presentation] 部分的適応制御による多関節ロボットの軌道追従制御2013

    • Author(s)
      植村充典、前田大輔、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第14回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2013)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      20131218-20131218
  • [Presentation] 一定外力場下におけるヒト上肢到達運動の筋電解析2013

    • Author(s)
      村上健太、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013 (SSI2013)
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海
    • Year and Date
      20131118-20131118
  • [Presentation] 関節剛性を適応的に最適化する運動制御法2013

    • Author(s)
      植村充典、松阪憲人、川村貞夫、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013 (SSI2013)
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海
    • Year and Date
      20131118-20131118
  • [Presentation] 多様なヒト上肢運動間で共通する筋協調パターンの抽出2013

    • Author(s)
      宇野かんな、富永健太、奥貴紀、松居和寛、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2013)
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      20130905-20130905
  • [Presentation] 共振を利用した繰り返し運動学習法2013

    • Author(s)
      植村充典、川村貞夫、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会 (RSJ2013)
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      20130905-20130905
  • [Presentation] 身体運動可視化システムの開発を目的とした手先平衡点と手先剛性の推定2013

    • Author(s)
      宇野かんな、前田大輔、富永健太、植村充典、平井宏明、宮崎文夫
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      20130524-20130524
  • [Remarks] http://robotics.me.es.osaka-u.ac.jp/MiyazakiLab/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 運動解析装置、運動解析方法及び運動解析プログラム2013

    • Inventor(s)
      宮崎文夫、平井宏明、植村充典、宇野かんな、奥貴紀
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-259093
    • Filing Date
      2013-12-16

URL: 

Published: 2015-05-28  

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