2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25249025
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
横井 浩史 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90271634)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高山 真一郎 独立行政法人国立成育医療研究センター, 臓器・運動器病態外科, 部長 (40138045)
生駒 一憲 北海道大学, 大学病院, 教授 (70202918)
加藤 龍 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (70516905)
下条 誠 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90292474)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 個性適応型筋電義手 / 脳活動と筋活動の相関 / 全方位感圧センサ / 滑り覚センサ / 脳波 / 感覚フィードバック / 自己所有感 |
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| Research Abstract |
本研究課題に対する今年度実施項目は、以下3テーマに対し実施した．
A-1) 触覚，位置感覚，滑り感覚を計測できる全方位センサの開発 導電性を付与したスポンジ素材における感圧性の実現とそれを人工指に配置した時の特性を検証した．人工指へ指腹面および指背面にそれぞれ面電極を配置し、それを覆うように導電性スポンジおよび対となる電極を配置することで、外力に対する感圧センサを構築し、スポンジ厚および付加する導電性（炭素粒子濃度）を変化させた時の特性変化を明らかにし、また9方向からの外力に対するセンサ出力を計測することにより人工指に対する特性を明らかにした．
B-1) 拇指内外転により並立と対立の切り替え，長拇指屈筋の筋電の抽出法の開発．従来採用していた拇指の2自由度干渉駆動関節では関節可動域、駆動出力のさらなる最適化が困難であったため，拇指の内外転と伸展・屈曲機構をそれぞれ独立自由度にて設計することで把持における拇指への外力を部材で支え、かつ拇指球筋部のスペースを有効活用した牽引ワイヤの動力伝達機構を開発した．これにより他の4指と対立する拇指にその役割を果たすために十分な負荷トルクを与えることが可能となった.
C-1) 感覚フィードバックの時間進みと遅れの制御を用いた自己所有感の誘導．筋電義手の動作に対する自己所有感に関する基礎実験として、人の操作性を逆転させた時の快不快状態を脳波信号から獲得可能かの検証実験を行った．マウスポインタをターゲット領域に移動させるタスクにおいて、マウスポインタの移動方向を反転させる条件を一定割合で行わせることによって操作の困難さを導入し、その際の脳波から快不快信号の検出を試みた．その結果、反転させた直後（1[s]）に脳波の変化が確認された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題「脳の適応を誘導する人・機械・相互適応技術の開拓」においては、脳の可塑性を最大限活用する方法論の開発と人の意図を理解し適応する機械システムの開発を主題としている．この主題に対して3か年計画の初年度においては、人への適応を念頭に置いたロボット技術の検討と開発、また人の脳適応状態を推定する技術・方法論の検討と開発が必要となる．そのため3つの課題に分類し、それぞれにおいて基礎技術の開発及びそれによるロボット技術の改良と脳状態の推定方法の検討を行い、これらの評価が可能になったため「当初の計画以上に進展している」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発した技術の統合およびその技術による人適応時の特性検証とともに，それぞれの開発技術の研究計画に示した他方法論との比較検討とそれぞれの高度化を実現する．また、この方法論を実装した応用機器として感覚フィードバック付き筋電義手による被験者適応への評価試験進めることにより、実証評価ベースに技術レベルを向上させることを目指す．
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