2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトの心理・習熟状態を察して自律学習する上肢BMIリハビリ機器の開発研究
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25750251
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
加藤 龍 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70516905)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 福祉・介護ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では多くの運動自由度を有し複雑な操作を要するリハビリ機器でも容易に習得できるリハビリシステムの実現を目指す．平成26年度研究成果は以下の3点である．
(1)使用者の内部状態のモデル化のために，生体情報から操作能力や心理状態を推定する方法論の探索を行った．筋電，眼電，心電，fNIRS，皮膚電位，唾液アミラーゼを複数PCで同時計測するシステムを準備し，義手使用時(物体把持)の生体信号計測と特徴解析を実施した結果，眼電情報が陽に心理状態(把持行動への注意度・集中度)を表すことが明らかとなり，自律学習型運動意図推定手法に用いることを可能にした．
(2)自然な操作感をもつリハビリ機器を実現するために，運動の準備動作時の非常に微弱な筋電位を用いた手指運動の推定手法を確立し，違和感なく3種の把持運動の義手操作を可能にした．また，選択的線形回帰モデルを用いた発揮力と把持姿勢の同時推定を実現し，力の強弱に関わらず3種の把持姿勢の高精度推定が可能となり，容易な操作習熟が可能となった．
また，(3)機能代償・回復のための機械補助・神経刺激型リハビリロボットの開発として，これまで開発してきた4ch表面電気刺激装置の出力を5x5マトリクス電極に出力する多段リレーを用いた多点刺激システムを開発した．またリハビリに必要な運動を最大限引き起こす刺激位置を自動探索するアルゴリズムとPCベースのシステムを開発し，未経験者でも約200秒で電極位置が決定可能となった．また，昨年度開発した過大な力がかかると脱臼して破損を防ぐ義手指関節を改良し，関節剛性を高めつつ自動回復機能を有する超弾性合金を用いた指関節を実現した．さらに，指背面からフックを指先に引っ掛けるだけで装着可能な伸縮ベースを用いたワイヤ駆動型手指アシスト装置を新たに開発し，屈曲拘縮した手に対しても素早く容易に装着可能な装置を実現した．
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