2013 Fiscal Year Annual Research Report
神経生理的親和性向上技術による恒常的身体拡張技術に関する研究開発
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25289054
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
長谷川 泰久 筑波大学, システム情報系, 准教授 (70303675)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 親和性 / 体性感覚フィードバック / 電気刺激 / 身体拡張 |
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| Research Abstract |
小型な電気触覚ディスプレイを用いることで，下肢の擬似的な体性感覚フィードバックを多チャンネル化することを目的として，まず，小型電極アレイを製作し，薬指の2点弁別閾値を調べた．電気刺激による2点弁別閾値は，機械的刺激と同様に末節・中節・基節の順に大きくなることが判明した．また，基節は2点弁別閾値が約7mm以上であり，提示できる情報量が少なく，基節を除いて末節と中節に限定した電極を配置する場合には，少なくとも4mm程度の電極間距離が必要となる．そこで，今後，末節を電気刺激対象とし，下肢の動作提示による知覚-行為フィードバックループの再建を進めることとなった．
操作者から指示された歩行パラメータ（歩幅、周期、歩行方向など）を満たす安定な歩行軌道を計画し、歩行を開始する２足歩行ロボットにおいて、下肢操作インタフェースに、下肢状態床床反力を提示する力覚フィードバック駆動機構を設計し，製作した．
また，脊髄性筋委縮症患者の上肢運動支援機器においては，スプリングによる上肢への支援力と患者上肢の質量との平衡点を調整する駆動機構を研究開発し，上肢の姿勢変化に従い必要となる支援力増加に対応でで，また，時間遅れなく自由に少ない力で上肢の随意運動範囲の拡張を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
下肢の擬似的な体性感覚フィードバックを行う小型電極アレイによる知覚-行為フィードバックループの再建においては，電極の作成が予定どおり進み，ほぼ，順調に進んでいる．
下肢操作インタフェースに下肢状態床床反力を提示する力覚フィードバック駆動機構を設計し，製作し，予定どおりである．
また，脊髄性筋委縮症患者の上肢運動支援においては，当初の予定以上に順調に進み，時間遅れなく自由に少ない力で上肢の随意運動範囲の拡張が可能であることを確認している．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に研究開発した下肢状態を提示する電気刺激デバイスを下肢操作インタフェースに搭載し，２足歩行ロボットと接続することで，健常部位への皮膚感覚刺激による身体深部感覚を含む体性感覚フィードバックの代替を行い，知覚-行為フィードバックループを再建に必要な条件を明確にする．
また，脊髄性筋委縮症患者用前腕作業支援システムでは，開発した擬似的な運動感覚の提示デバイスと高感度アレイ電極を前腕作業支援システムに搭載し，筋ジストロフィー患者に適用し，摂食を含む日常の机上作業における親和性の改善及び評価を開始する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
電気刺激装置および筋電計測装置の納期が平成26年度になることが判明したため，予算の繰り越しを行うこととなった．
体性感覚フィードバックを行う電気刺激装置(ユニークメディカル社約150万円）および無線EMG計測装置（Delsys社約320万円)を購入予定
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