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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Haptic display system for a medical simulator that enhances human's and equipment's performances

Research Project

Project/Area Number 25282156
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

栗田 雄一  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80403591)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻 敏夫  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90179995)
惠木 浩之  広島大学, 大学病院, 講師 (20403537)
永田 和之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 研究員 (10357634)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsコンピュータ外科 / ヒューマンインタフェース / 力覚・触覚 / 医用工学
Outline of Annual Research Achievements

力覚提示の課題について,昨年度までに構築したトレーニングシステム型プロトタイプの改良を行った.利用する模擬臓器にはオイルをぬることで臓器のもつ触感テクスチャを再現した.これにより主観的な触感テクスチャの再現度がかなり向上することを確認した.また向上パフォーマンスの定量的評価を行った.またなぞり速度を変えたときの力覚提示精度評価実験を行い,提案する模擬臓器を使う力覚提示システムが,実際の臓器同様の触感テクスチャをもつおかげで,模擬臓器を使わないシステムよりも,高い力覚再現能力をもつことを確認した.
知覚向上の課題について,これまでに構築した受容器発火ネットワークモデルを用いて調べた知覚向上効果が,実際に構築した知覚向上デバイスの効果と一致するかについて調べた.その結果,人の指に与える振動強度と触感感覚向上の間の関係性をシミュレーションである程度説明できることを明らかにした.
性能評価の課題について,まずトレーニングシステム型力覚提示デバイスについて,その効果を調べる官能評価実験を行った.被験者には提案手法である模擬臓器を使った場合と,使わなかった場合でそれぞれ外科鉗子操作を行ってもらい,そのときの感想をアンケート評価した.その結果,提案手法では統計的に有意な差で主観的な操作性が高いことを確認し,提案手法の有効性を確認した.次に外科鉗子型知覚感度向上デバイスを用いた知覚向上効果測定実験を行い,上記シミュレーション結果との比較を行い,提案する知覚向上デバイスの有効性を確認した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ジョージア工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ジョージア工科大学
  • [Journal Article] Unpowered sensorimotor-enhancing suit reduces muscle activation and improves force perception2017

    • Author(s)
      Yuichi Kurita, Jumpei Sato, Takayuki Tanaka, Minoru Shinohara, and Toshio Tsuji
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Human-Machine Systems

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 人機一体を実現するためのヒューマンロボットインタラクション技術2017

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Journal Title

      技術総合誌オーム

      Volume: 104(2) Pages: 25-27

  • [Journal Article] Surgical Grasping Forceps with Enhanced Sensorimotor Capability via the Stochastic Resonance Effect2016

    • Author(s)
      Yuichi Kurita, Yamato Sueda, Takaaki Ishikawa, Minoru Hattori, Hiroyuki Sawada, Hiroyuki Egi, HidekiOhdan, Jun Ueda, and Toshio Tsuji
    • Journal Title

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      Volume: 21(6) Pages: 2624-2634

    • DOI

      10.1109/TMECH.2016.2591591

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stiffness display by muscle contraction via electric muscle stimulation2016

    • Author(s)
      Yuichi Kurita, Takaaki Ishikawa, and Toshio Tsuji
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 1(2) Pages: 1014-1019

    • DOI

      10.1109/LRA.2016.2529689

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 骨格筋電気刺激による力覚感提示2016

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Journal Title

      電気学会誌

      Volume: 136(10) Pages: 674-677

  • [Presentation] 感覚/運動機能をアシストする工学技術2016

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      第7回 広島大学病院スポーツ医科学センター地域交流講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2016-12-12
    • Invited
  • [Presentation] HMDへのリアルタイム全天球画像提示による腹腔鏡手術支援システム2016

    • Author(s)
      笠原拓也,服部稔,恵木浩,大段秀樹,辻敏夫,栗田雄一
    • Organizer
      第25回計測自動制御学会中国支部学術講演
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2016-11-26
  • [Presentation] 感覚運動機能を向上させるウェアラブルスーツ:SEnS -第五報:腹腔鏡外科手術を支援するスーツの評価-2016

    • Author(s)
      栗田雄一,小池祐輝,田中孝之,辻敏夫
    • Organizer
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2016-09-07
  • [Presentation] 興奮性神経ネットワークモデルを用いた確率共鳴現象による触覚知覚感度向上効果の考察2016

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      LIFE2016(第32回ライフサポート学会大会,第16回日本生活支援工学会大会,日本機械学会福祉工学シンポジウム2016)
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2016-09-05
  • [Presentation] 感覚・運動機能を拡張するウェアラブルアシストデバイス2016

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      第8回テレイグジスタンス研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-06-29
  • [Presentation] 主観は制御できるか?- 物理量と感覚量を繋げる工学技術 -2016

    • Author(s)
      栗田雄一
    • Organizer
      日本認知心理学会第14回大会 産学連携公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2016-06-18
    • Invited
  • [Presentation] 全天球カメラを利用した腹腔鏡下手術支援システム2016

    • Author(s)
      笠原 拓也, 辻 敏夫, 栗田 雄一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [Presentation] 感覚運動機能を向上させるアシストスーツ:SEnS -第四報:腹腔鏡外科医師向けスーツの試作-2016

    • Author(s)
      栗田 雄一,小池 祐輝, 田中 孝之, 辻 敏夫
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [Book] Human Modeling for Bio-Inspired Robotics2016

    • Author(s)
      Jun Ueda and Yuichi Kurita
    • Total Pages
      358
    • Publisher
      Academic Press, Elsevier
  • [Remarks] 栗田グループの研究紹介ページ

    • URL

      http://www.bsys.hiroshima-u.ac.jp/~kurita/work.html

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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