2014 Fiscal Year Research-status Report
連動性を考慮した可動領域表現による人の手の運動機能の解明
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25330313
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮田 なつき 独立行政法人産業技術総合研究所, デジタルヒューマン工学研究センター, 主任研究員 (90344225)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 関節可動域 / アルファシェイプ / 個人差 / 主成分分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，人の手指の関節の連動性を考慮した可動領域表現上で人の運動を捉えることで，運動機能の特徴を解明することを目指す．H26年度は，被験者4名について計測・モデル化を行った可動領域を比較し，個人差の現れやすい関節や，逆に被験者間で違いが少ない関節があるかなどの確認を行った．この結果，親指関節の過伸展度合いや，遠位指節間関節を独立に屈曲させられるといった個人差が，領域形状として顕著に表現されることがわかった．また，関節可動領域の計測・モデル化を行った被験者から，可動領域のモデル化とは別途取得した，約800の様々な物体把持姿勢を合わせて分析したところ，中手指節間関節などで受動的な力を受けて伸展し，能動的に動かす場合よりも可動領域が拡大している様子が観察された．
アルゴリズムに関しては，以前提案していたアルファハルでは，領域境界の内側に，実際の関節同士の連動性によってうける制約以上にえぐれた状態がしばしば発生することから，アルファシェイプを採用することとした．また，多数の計測データを活用した姿勢データの表現方法の一つである主成分分析による低次元圧縮表現方法との比較を試みた．可動領域を表現するために取得したデータの主成分分析を行ったところ，多数の主成分を用いても，元の領域をほとんど表現することができず，領域境界の表現方法としては主成分分析を用いることが難しいことが分かった．
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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
昨年度はじめの計画通り，複数被験者について可動域の計測・モデル化と比較を行い，被験者同士での差異についての観察を行うことができた．また，日常動作のうち把持姿勢に関して，まずは主成分分析等をする前に直接，関節可動領域との関係を比較した．
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| Strategy for Future Research Activity |
関節可動域と日常動作との関係が分かれば，リハビリテーションにおける回復目標設定などに利用することができる．そこで，能動的な関節可動域を取得済みの被験者による日常動作の計測を進め，主要な動作がどのような関節可動域をもっていれば実現可能かを調べる．また，能動的な動作から得られる関節可動域だけでなく，受動的な姿勢を計測プロトコルに含め，両者の関節可動域の違いと，日常動作との関係を調べる．
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| Causes of Carryover |
成果を，次年度となるH27年７月に国際会議で発表する予定であり，その参加費等が必要なため，
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議ISBへの参加費用および旅費．
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