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2015 Fiscal Year Annual Research 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

Research Project

Project/Area Number 25870242
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

島 圭介  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50649754)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords立位姿勢保持支援 / ライトタッチコンタクト / 振動刺激 / 倒立振子モデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,指先へ仮想壁に触れた際の反力を被験者に知覚させてLight touch contactの効果を仮想絵的に与えるVirtual light touch (VLT)法を考案することである.Light touch contact (LTC)はわずかな力で壁やカーテンなどに触れることで立位姿勢動揺が低下する現象である.我々はこの効果をあらゆる空間で被験者に与えるため,仮想的なインピーダンスパラメータ(仮想慣性,仮想粘性,仮想剛性)を有する壁を被験者の周りに生成し,その壁への接触反力を小型の振動子を用いて指先にフィードバックする方法論を構築してきた.これにより,被験者の立位能力を向上させる方法論の確立を目指している.
本年度は,これまでに構築してきたVLT法の有効性を検討する様々な検証と応用を実施した.具体的には,これまで検証してきた仮想壁のインピーダンスパラメータの変化から,加速度センサと小型の振動子を利用した,小型・軽量かつウェアラブルな仮想壁提示デバイスを開発し,加速度センサのみで立位および歩行時に重心動揺を低下させられることを示した[AROB2016口頭発表,SI2015口頭発表など].また,VLT法に基づいて転倒リスクを評価するための立位機能評価法のプロトタイプを開発し,健常若年者と高齢者の立位機能を定量化できるインデックスの可能性を示した[BIOCAS2015口頭発表など].
本研究により,仮想LTCの実現,ウェアラブルデバイスの開発,立位機能評価インデックスの提案を実現した.今後はこれらの成果をもとに,高齢者の転倒予防実現に向けた実用的なデバイス開発へ発展させていく予定である.

  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Electromyographic Prosthetic Hand Using Grasping-Force-Magnification Mechanism With Five Independently Driven Fingers2015

    • Author(s)
      Takeshi Takaki, Keisuke Shima, Naohisa Mukaidani, Toshio Tsuji, Akira Otsuka and Takaaki Chin
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 29 Pages: 1586-1598

    • DOI

      10.1080/01691864.2015.1079502

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Investigation of Relationships between Body Sway and Fingertip Vibrotactile Stimulation Based on Virtual Light Touch Contact2016

    • Author(s)
      Mami Sakata, Keisuke Shima and Koji Shimatani
    • Organizer
      the Twenty-First International Symposium on Artificial Life and Robotics 2016 (AROB 21st 2016)
    • Place of Presentation
      Beppu, Japan
    • Year and Date
      2016-01-20 – 2016-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 仮想ライトタッチコンタクトによる歩行支援システム -ウェアラブルデバイスの開発-2015

    • Author(s)
      山下 正次, 坂田 茉実, 関島 律, 島 圭介, 島谷 康司
    • Organizer
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [Presentation] A Standing-function Evaluation Method Based on Virtual Light Touch Contact2015

    • Author(s)
      Mami Sakata, Keisuke Shima, and Koji Shimatani
    • Organizer
      the IEEE/CAS-EMB Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS 2015)
    • Place of Presentation
      Atlanta, USA
    • Year and Date
      2015-10-22 – 2015-10-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 仮想壁を利用した立位機能評価法 -高齢者に対する有効性の検討-2015

    • Author(s)
      坂田 茉実,島 圭介,島谷 康司
    • Organizer
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2015-09-03 – 2015-09-05
  • [Presentation] Novel Concept for Evaluation of Standing Function Based on Virtual Light Touch Contact2015

    • Author(s)
      Mami Sakata, Keisuke Shima, and Koji Shimatani
    • Organizer
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2015)
    • Place of Presentation
      Milan, Italy
    • Year and Date
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] YNU SHIMA Laboratoly

    • URL

      http://www.bmer.ynu.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラム。2015

    • Inventor(s)
      島圭介,島谷康司,坂田茉実
    • Industrial Property Rights Holder
      島圭介,島谷康司,坂田茉実
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-104744
    • Filing Date
      2015-05-20

URL: 

Published: 2017-01-06  

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