2013 Fiscal Year Research-status Report
ブルンストロームステージに適合する片麻痺患者支援のための動作解析に関する研究
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25750256
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
遠藤 央 日本大学, 工学部, 助教 (50547825)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ブルンストロームステージ判定 / 複数台RGB-Dセンサ協調 / 複数台RGB-Dセンサキャリブレーション / デジタルヒューマンモデル / 生活支援ロボットシステム |
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| Research Abstract |
【内容】本研究は片麻痺患者の日常生活動作の効率よい把握手法の確立ねらい，3Dデジタル人間モデル(3D-DHM)に基づいた，片麻痺患者のブルンストロームステージ(BS)分類の実現を目的とする．平成25年度は，典型動作を対象とした複数センサによる3D計測法および標準3D-DHMの開発を目標とし，[実施内容①]複数台の3Dレーザースキャナのキャリブレーション手法および計測データ統合手法の研究開発を実施する．また，[実施内容②] 3Dレーザースキャナ情報からDHMを構築する技術の開発をする．これを用いて実際の介護現場でのモーション計測を実施することを目的とした．
【意義】[実施内容①] マーカレスモーション計測の複数台併用技術は，国際的に提案例が少なく，その設計論などが確立していない．そのため，DHM生成を前提とした複数台協調手法の確立や，システム設計のための諸元調査が必要である．[実施内容②] 従来の3D-DHMはワイヤフレームや動力学モデルとして解析されるものが多数あるが，人間の生理学的な観点でのDHM化の例は少なく，複数センサ情報に基づいた生理学的DHM化の手法は確立されていない．
【重要性】[実施内容①] 実際の介護現場で被介護者のモーション計測をする場合はマーカレスであることが望ましいものの，現場での住設機器や日用品などによるオクルージョンに対処する必要がある．また，被介護者の患側は体幹近くに固定される事が多い．このために，複数点からマーカレス計測情報を統合することで，オクルージョンへのロバスト化や観測しづらい態勢を推定することが重要となる．[実施内容②] DHMに基づいたBS判定には，実際の人間動作を再現可能な生理学的DHMが必須であり，実施内容①の結果に基づいたDHM化技術は重要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
[実施内容①] 研究の進捗はやや遅れている．3Dレーザースキャナのキャリブレーション手法および計測データ統合手法の開発を目的としているが，データ統合の時点で，複数台センサ同士のレーザー反射光の干渉が発生し，センサノイズのため計測できない状態になる．この干渉を除去するシステムの開発および特性試験を進めている．具体的にはセンサに特定の振動を与えることで干渉を除去する手法を用いている．この手法による先行研究は存在するが，2台のセンサを用いた干渉除去であるだけでなく，振動数とノイズ量の検証しかしておらず，複数台を使用時のノイズ特性モデルの構築まで至っていない．そこで，本年度は複数台センサ協調のためにノイズ除去手法の確立と実験に取り組んだ．
[実施内容②] 研究の進捗はおおむね順調に進展している．3Dレーザースキャナ情報からDHMを構築することを目的としている．3Dレーザースキャナ情報を解析し，ワイヤフレームモデルを作成，このモデル基にしてDHMの構築技術を開発した．DHMは生理学的モデルであるCASリサーチ社のCASstationに基づいて構築する．また，このDHMを用いて，BS判定手法である上田法に基づいてBSを判定するシステムも構築した．
実施内容②についてはおおむね順調に進展しているが，実施内容①がやや遅れていることと，介護現場での計測が実施に至らなかったことをかんがみて，全体としてはやや遅れていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の実施内容
複数台3Dレーザースキャナの協調：平成25年度実施予定のキャリブレーション手法とデータ統合手法を，ノイズ除去システムを構築し次第，実装検証する．ノイズ除去システムについては現在検証中であるため，平成26年度中旬には上記は着手可能である．
複数台３Dレーザースキャナ情報に基づいたDHMの構築：今年度開発のシステムへ，統合した3Dレーザースキャナ情報を適用し，DHMを得る．統合後の情報形式は平成25年度利用のものと同様であるため，システムの改変無しに適用可能である．
DHMに基づいたBS判定とBS規範動作データベースの作成：上田法によるBS判定や， FIMに基づいた日常生活動作の判定に基づいたBS判定システムを構築する．平成25年度構築のものを拡張していくことで，特定動作を要求しないシステムとして開発し，上記システムとあわせ，判定の可否や正確性について検証していく．
平成27年度の実施内容：規範動作データベースに基づき，シルエットマッチングによるカメラ情報を用いたBS判定手法を開発する．また，マッチングした情報を基にデータベース情報の強化をねらう．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当年度末に研究動向調査のために出席を予定していた学会発表を急病（インフルエンザ）のために参加を取りやめたため，旅費分の使用差額が発生した．
今年度差引額分については，別途今年度調査のために学会へ参加する予定である．
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