2014 Fiscal Year Research-status Report
超高速統計学習に基づく下肢筋電を用いた立ち上がり動作補助システムの基盤的研究
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25350669
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
福見 稔 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (80199265)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 筋肉電位 / Simple-FLDA / 統計学習 / 足首動作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず，足首での筋肉電位（以後，EMGと略記する）を計測したが，特に，ヒラメ筋と腓腹筋に着目して足首動作の底屈・背屈・ニュートラルの信号を固有空間上で再確認した．この際，乾式の電極を用いて計測したが，比較的にノイズの少ないEMGを計測できることを確認した．また，主成分分析の近似解法であるSimple-PCAを用いて固有ベクトルを求め２次元平面上（固有平面）にEMG信号の信号分布を表示した．この際，EMG信号を周波数成分に変換してから主成分分析を行っている．この表示図の上に，立ち上がり動作を行う際の足首のEMG信号分布を表示した．足首で，これまでと同様にEMG信号を計測し，周波数成分に変換後に主成分分析で得られた固有ベクトルで次元圧縮し，２次元固有平面上に，どのような筋電が分布されるかを調べた．
立ち上がり動作時のEMG分布を２次元の固有平面に表示する際，EMG信号の時間的変動が判るように，立ち上がり動作を時間的に小区分に分割し，その小区分のEMG信号を周波数分布に変換してから固有ベクトルとの内積により固有平面上での分布を作成した．その結果，立ち上がり動作の初期から終期に渡る動作の全ての状態でEMG信号の分布が，底屈・背屈・ニュートラルの近くに分布することが判った．この結果から，立ち上がり動作時のEMG信号の性質が底屈・背屈時の信号と類似しており，モデリングできる可能性が示唆された．
今後は，判別分析の近似解法であるSimple-FLDAを用いて固有空間に変換し，立ち上がり動作のモデリング可能性を調査する．また，立ち上がり動作時に足裏にかかる圧力分布を調べたい．この圧力分布を考慮して立ち上がり動作時のモデリングを行う予定である．
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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
足首でのEMG信号を計測し，立ち上がり動作時のEMG信号の解析を行った．この結果から，立ち上がり動作時のEMG信号は，単純な底屈・背屈の動作と類似した信号が計測されていることが判った．
今後はさらに，立ち上がり動作時の連続動作の時間的変化の解析を行うとともに，低価格の圧力計測装置を購入し，足裏圧力を計測して，立ち上がり動作のモデリングに役立てる予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
立ち上がり動作時に計測したEMG信号に関して連続的な変化を視覚的に表示させる．この際，時間的変化が判るように工夫する．また足裏圧力を計測するために，低価格の圧力計測装置を購入し，立ち上がり動作時の足裏圧力の変化を調べる．これらにより，立ち上がり動作のモデリングを行う予定である．なお，低価格の足裏圧力計測のために，予定していた計測装置が現在，販売休止中となっており，その販売開始を待ってから購入し，圧力計測を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
立ち上がり動作のモデリングを行う際に低価格の足裏圧力計測装置を購入する予定であった．しかし，購入を予定していたメーカーで，急に販売停止となり，その後の販売開始時期になっても販売されず，購入できなかったために，その予定費用が残金として残った．他のメーカーでも製品は販売されているが価格面で購入不可能であった．また，学生アルバイトの謝金を使用予定であったが，その学生が公務員採用となり退学したため，謝金を使わなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成26年度の残金で，低価格の足裏圧力計測装置を購入予定である．ただし，新規の販売価格は発表されていない．また，残金から学生アルバイト（研究支援者）の謝金にも使用予定である．
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