2014 Fiscal Year Research-status Report
仮想壁で姿勢を安定化：仮想インピーダンスと振動刺激による歩行時立位姿勢の保持支援
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25870242
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
島 圭介 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50649754)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 立位姿勢保持支援 / ライトタッチコンタクト / 振動刺激 / ニューラルネット / 倒立振子モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに確立させた仮想ライトタッチコンタクト法に基づき，倒立真摯を用いた人間の立位制御モデルを構築するとともに，モデルパラメータに基づいて立位機能を評価するためのインデックス定義を目指して研究を行った．
具体的には，倒立振子モデルにライトタッチコンタクト（LTC）による反力入力，ならびにヒトの位置覚特性を考慮したモデルを構築し，動力学シミュレーションによってLTCの再現を可能とした[電子情報通信学会口頭発表]．また，仮想LTC法に含まれるインピーダンスパラメータを変化させた際に被験者の立位状態と重心動揺に与える影響を調査し，それらの関係性をモデル化するとともに，加速度パラメータのみでLTCの効果を与えられることを明らかにした．また，加速度センサを用いた新しい仮想LTCシステムを提案し，有効性を検証した[電子情報通信学会口頭発表]．さらに，仮想LTCを用いた立位機能評価システムの提案を行った[SI2014口頭発表]．
また，評価指標などから立位機能を定量化するためには，特徴量から運動機能状態を正確に推定する方法が必要である．本年度は，特徴ベクトルから未学習クラスを推定可能な新しいニューラルネットを提案し，有効性を示した[ロボット学会誌論文掲載]．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
仮想的な壁を被験者の周りに設置するための基礎理論ならびに機会インピーダンスモデルに基づく仮想反力の推定歩法を既に確立しており，推定反力を小型振動子制御に用いることでLTCの効果を与えられる事実を既に明らかにしている．また，LTCの現象解明に向け，新たなヒト立位モデルの構築や立位機能評価の新しい方法論確立に取り組んで成果を挙げており，これらは高齢者の転倒予防実現に向けて大いに寄与するものである．
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| Strategy for Future Research Activity |
基礎理論は既に確立済みであるため，前年度までに構築した仮想LTCモデルおよび立位支援システムについて被験者を増加させて論文誌へ投稿する．また，ヒト立位モデルならびに立位機能評価システムについても被験者増加と理論の検証，成果発表を推し進める．さらに，小型ウェアラブルデバイスによる歩行支援デバイスの開発を目指す．
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| Causes of Carryover |
学会発表時に想定していた金額より少ない費用で対応することができたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰り越し分は，今年度分の物品使用費と併せて消耗品の購入に使用する．
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