2014 Fiscal Year Research-status Report
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25350340
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大渕 慶史 熊本大学, 工学部, 准教授 (10176993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 英俊 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (10153917)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 動作保存 / 動作解析 / モーションキャプチャ / 筋電位信号 / 伝統技能 / 技能伝承 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２５年度に新規導入した光学式キャプチャシステムは，当初予定の加速度式から機種変更の必要が生じて導入が遅れたため，平成２６年度に入ってから動作記録とデータ分析手法の検討を開始した．計測・保存した幾つかの基本的な運動や技能の動作を再現した３次元アニメーションおよび解析したパラメータの数値により，運動や技能の習得の可能性を検証した．また，熟練技能として，チアダンス，バレエ，鉋掛けについては熟練者の動作を記録することが出来ている．しかし，生じている遅延のため，当初計画で平成２６年度に予定していた評価手法と伝承方法の確立には至っていない．
一方，上記の遅延を生じていた期間は，平成２７年度に計画していた手指の動作記録による熟練度の評価に着手した．以前より導入済みのキャプチャソフトにおいては手指のモデルを構築し，簡単な動作を再現できることを確認しているが，使用するカメラの性能により，速い動作に対しては鮮明な画像記録が出来ず，関節位置の高精度での検出が難しかった．そこで，高速撮影と高精度の計測が可能な光学式モーションキャプチャによる手指動作の記録方法を検討，詳細な手指の動きを計測・保存することを可能にし，動作の誤認識を防ぎ測定精度が向上することを確認した．これら２つのシステムにより，手指動作の評価を実施した．具体的には，箸動作およびキーボードタイピング動作について保存した動作の解析を行ない，初心者が短時間で上達できる矯正器具やトレーニング方法を検証し，本研究の目的である動作保存と継承に沿った意義ある成果を得られた．
この他，技能習熟度の評価として動作と筋電位計測の併用による評価のための同時計測にも成功した．これにより，今後は動作のみでは判らない力の入れ方について，熟練度の評価方法の検討が可能になる．
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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
平成２５年度に新規導入した光学式キャプチャシステムは，当初予定の加速度式から機種変更の必要が生じて導入が大幅に遅れたため，平成２６年度に入ってから動作記録とデータ分析手法の検討を開始した．また，記録方式が異なるための課題解決に時間を要したため，平成２６年度中に予定していた各種の熟練者と初心者の動作測定と比較，加工した工作物の評価などに至ることが出来なかった．
一方，上記の遅延を生じていた期間は，平成２７年度に計画していた手指の動作記録による熟練度の評価に着手した．以前より導入済みのキャプチャソフトにおいては手指のモデルを構築し，簡単な動作を再現できることを確認しているが，使用するカメラの性能により，速い動作に対しては鮮明な画像記録が出来ず，関節位置の高精度での検出が難しかった．そこで，高速撮影と高精度の計測が可能な光学式モーションキャプチャによる手指動作の記録方法を検討・確立し，詳細な手指の動きを計測・保存することを可能にした．さらに，手指を使った熟練度の高い２つの技能の保存，および継承のための補助具やトレーニングの評価を行い，既に幾つかの知見を得るに至っており，学会での２件の発表も行なっている．
したがって，上記の遅れの分に対し，手指動作の検討分の着手の進捗状況を比較し，相殺される程度であると判断し「おおむね順調に進展している」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は主に，手指の動作記録による手法の拡張性の検討を行う計画であったが，これについては，平成２６年度に有効な成果を挙げることが出来ているため，補助事業期間中で実施できていない部分を中心に行なう．
具体的には，主に身体動作の詳細解析による評価を行なう．既に熟練動作の計測を終えている，チアダンス，バレエ，鉋掛け動作を対象としての熟練度を測る有効な評価手法を確立する．また，筋力の評価のために，動作と筋電位計測の同時計測による評価も予定している．これにより，技能者の動きや筋電位の変化などを，被継承者のそれと比較することにより，技能の評価を行なうことを試みる予定である．現状では，記録した動作の３次元データに対して様々な評価方法の有効性を検討している段階であるが，有効な分析手法により実際の動作の特徴や運動の経過を評価するまでには至っていないため，各種熟練動作について，各部位の３次元空間での動きとその関連性や連系する動作の有効な評価手法と継承方法の確立を目標とする．
さらに，実際に使用されている大工道具を用いて，鋸引き，鉋掛け，ノミ打ち等の作業に対しては，作業時間，作業動作，部材への作用力などを記録し，習熟度の評価を試みる．この点に関しては，習熟度を確認・評価する有効な方法が提案されていないことが問題として挙げられ，その解決が課題となる．また，加工した工作物に対しても強度試験による接合力の評価，および加工状態の観察，CAE解析による評価なども検討する．
また，加工した工作物や製品等に対しても各種の検査による加工状態の観察，CAE解析などを行ない，技能の熟練度を評価するための妥当な計測法，分析法を確立したい．
以上により，技能の直接的な伝承が不可能な状況においても，技能の保存と継承を可能にすることを目指し，手法と技術の開発に取り組む計画である．
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| Causes of Carryover |
当初計画と若干の手順の変更が生じ，予定していた試験用の各種消耗品などの必要量が見積もりを下回ったため，次年度使用額が生じる結果となった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度の助成金と合わせ，十分な試験を行なうために有効に利用する．
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] 手指動作解析による運動評価2015
Author(s)
松元まいこ，大渕慶史，坂本英俊
Organizer
日本機械学会九州支部第68期総会・講演会
Place of Presentation
福岡大学工学部（福岡市城南区七隈8丁目19-1）
Year and Date
2015-03-13 – 2015-03-13
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