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2013 Fiscal Year Annual Research Report

感覚器へのフィードバックを用いた起立不全の予防システムの構築

Research Project

Project/Area Number 24300198
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

淺間 一  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50184156)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新井 民夫  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40111463)
高草木 薫  旭川医科大学, 医学部, 教授 (10206732)
山下 淳  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30334957)
岡 敬之  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60401064)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords介護予防・支援技術 / 起立不全 / フィードバック / 感覚器
Research Abstract

本研究では,高齢者の起立不全の予防を目的とし,高齢者の感覚器へのフィードバックを付与することで,転倒などの不安から生じる心理的障壁を克服できるシステムを構築することを目的とする.
高齢者の多くは,自身で無意識に身体能力を制限してしまい(心理的障壁),それが身体機能改善の障害となっている.そこで本研究では,起立時の状態を実時間で計測し,目標の状態との差を視覚・触覚・聴覚へ感覚刺激としてフィードバックするシステムを構築し,システムを繰り返し使用する際に,高齢者に気づかれない範囲で徐々に目標状態を最適な動作に漸近させ,高齢者の動作を誘導し,自然に心理的障壁を克服できるシステムを構築する.
平成25年度は,平成24年度に構築した実験系を用いた被験者実験より感覚マッピング・フィードバック情報・最大可能修正量の決定を行う手法を構築した.
(1) フィードバック情報の決定:申請者の先行研究では,起立動作初期に複数の筋肉の協同発揮によって前屈動作が生成されていることが明らかとなっているが,高齢者の運動を誘導する際の教示信号として何をフィードバックすべきなのかは解明されていない.特に人が運動する際には,各筋肉が活性化し,個々の関節にトルクが生じ,実際の身体運動が生成される.そこで本研究では,人が動作を遂行するために有効なフィードバック情報を調べた.
(2) 目標状態修正の実装:感覚器にフィードバックする際に基準とする目標状態を高齢者が気づかない範囲で徐々に修正し,最適状態に漸近させることで,高齢者の動作を誘導し,心理的障壁の克服を行うシステムを構築した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

平成25年度に計画していた内容をおおむね達成できたため.

Strategy for Future Research Activity

今後は,平成25年度までに得られた知見,構築した手法や実験系をもとに,高齢者の起立不全の予防を目的として,高齢者の感覚器へのフィードバックを与えるための理論の構築,およびフィードバックを与えるシステムの構築を行う.具体的には,様々な状況における適応的な起立動作の解析と,その知見をもとに得られた感覚器へのフィードバック手法について取り扱う.

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Measurement of Just Noticeable Difference of Hip Joint for Implementation of Self-efficacy: In Active and Passive Sensation and in Different Speed2014

    • Author(s)
      Qi An, Yuki Ishikawa, Junki Nakagawa, Hiroyuki Oka, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: Vol.28, No.7 Pages: pp.505-511

    • DOI

      10.1080/01691864.2013.876938

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 座面高と速度の異なるヒト起立動作における筋シナジー解2014

    • Author(s)
      Qi An, 石川 雄己, 舩戸 徹郎, 青井 伸也, 岡 敬之, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: Vol.50, No.8 Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synergy Analysis of Sit-to-Stand in Young and Elderly People2013

    • Author(s)
      Qi An, Yusuke Ikemoto and Hajime Asama
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: Vol.25, No.8 Pages: pp.1038-1049

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Generation of Human Standing-up Motion with Muscle Synergies Using Forward Dynamic Simulation2014

    • Author(s)
      Qi An, Yuki Ishikawa, Tetsuro Funato, Shinya Aoi, Hiroyuki Oka, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • Organizer
      2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Place of Presentation
      Hong Kong Convention and Exhibition Center (Hong Kong, China)
    • Year and Date
      20140531-20140605
  • [Presentation] 起立アシスト装置開発のためのヒューマノイドロボットを用いた立ち上がり動作の解析 -アシスト力の位置とタイミングが膝関節に与える影響の解析-2014

    • Author(s)
      林 鍾勲, 石川 雄己, 安 琪, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      2014年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20140318-20140320
  • [Presentation] 膝関節実形状模型を用いたヒトの起立動作時の負荷計測2014

    • Author(s)
      花谷 耕平, 山川 博司, 石川 雄己, Qi An, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      2014年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20140318-20140320
  • [Presentation] Elevation angle を用いた膝疾患患者術前後歩容の解析2014

    • Author(s)
      石川 雄己, Qi An, 中川 純希, 戸島 美智生, 岡 敬之, 安井 哲郎, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      2014年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20140318-20140320
  • [Presentation] 回転物体の停止動作において先行刺激がSense of Agency に与える影響の計測2014

    • Author(s)
      濱崎 峻資, 村林 正堂, 前田 貴記, 加藤 元一郎, 山川 博司, 高草木 薫, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      第26回自律分散システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20140123-20140124
  • [Presentation] 手姿勢の変化に基づく体性感覚がラバーハンド錯覚に与える影響2013

    • Author(s)
      辻 琢真, 山川 博司, 山下 淳, 高草木 薫, 前田 貴記, 加藤 元一郎, 岡 敬之, 淺間 一
    • 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
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県)
    • Year and Date
      20131218-20131220
  • [Presentation] UCM解析を用いたダーツ投擲動作における関節間協調の解明2013

    • Author(s)
      中川 純希, Qi An, 石川 雄己, 岡 敬之, 高草木 薫, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海(滋賀県)
    • Year and Date
      20131118-20131120
  • [Presentation] Analysis of Contribution of Muscle Synergies on Sit-to-Stand Motion Using Musculoskeletal Model2013

    • Author(s)
      Qi An, Yuki Ishikawa, Junki Nakagawa, Hiroyuki Oka, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • Organizer
      2013 IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20131107-20131109
  • [Presentation] Analysis of Electromyography and Skin Conductance Response During Rubber Hand Illusion2013

    • Author(s)
      Takuma Tsuji, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita, Kaoru Takakusaki, Takaki Maeda, Motoichiro Kato, Hiroyuki Oka and Hajime Asama
    • Organizer
      2013 IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20131107-20131109
  • [Presentation] Analysis of Joint Correlation between Arm and Lower Body in Dart Throwing Motion2013

    • Author(s)
      Junki Nakagawa, Qi An, Yuki Ishikawa, Hiroyuki Oka, Kaoru Takakusaki, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • Organizer
      2013 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • Place of Presentation
      Midland Hotel (Manchester, UK)
    • Year and Date
      20131013-20131016
  • [Presentation] Muscle Synergy Analysis of Human Standing-up Motion with Different Chair Heights and Different Motion Speeds2013

    • Author(s)
      Qi An, Yuki Ishikawa, Junki Nakagawa, Hiroyuki Oka, Hiroshi Yamakawa, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • Organizer
      2013 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • Place of Presentation
      Midland Hotel (Manchester, UK)
    • Year and Date
      20131013-20131016
  • [Presentation] 順動力学計算を用いた筋シナジーによるヒトの起立動作の生成2013

    • Author(s)
      Qi An, 石川 雄己, 舩戸 徹郎, 青井 伸也, 岡 敬之, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京)
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] 身体運動に同期した単純聴覚刺激が運動主体感に与える影響の評価2013

    • Author(s)
      松本 倫実, 濱崎 峻資, 前田 貴記, 加藤 元一郎, 山川 博司, 高草木 薫, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京)
    • Year and Date
      20130904-20130906
  • [Presentation] 健常者におけるダーツ投擲動作のUCM解析による関節間協調の解明2013

    • Author(s)
      中川 純希, Qi An, 石川 雄己, 岡 敬之, 山川 博司, 山下 淳, 淺間 一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'13
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      20130522-20130525
  • [Presentation] ラバーハンド錯覚における錯覚生起時間測定手法の提案2013

    • Author(s)
      辻 琢真, 山川 博司, 山下 淳, 高草木 薫, 前田 貴記, 加藤 元一郎, 岡 敬之, 淺間 一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'13
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      20130522-20130525

URL: 

Published: 2015-05-28  

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