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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Research of a Control Method of Rehabilitation Robot to Induce Embodiment in the Brain

Research Project

Project/Area Number 26242061
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

藤江 正克  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (20339716)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 剛伸  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), その他部局等, 研究部長 (40360680)
横井 浩史  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90271634)
中島 康貴  九州大学, 工学研究院, 助教 (00632176)
小林 洋  早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, 主任研究員 (50424817)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords福祉ロボット
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,使用者が脳内でロボットを自身の身体の一部として知覚可能な制御技術の開発を目指している.「道具の身体化」という脳内の認知モデルに着目し,ロボット・人間一体型という一個体として制御することを目的とする.最終年度の成果を以下に記す.
1.身体化を脳内に誘発可能な制御:上肢切断者において皮膚表面形状の変化である筋隆起を計測し、意図する手関節角度の推定を行った.筋隆起は上肢切断者においても認められ,手関節角度の推定に使用可能であることを確認した.従来の義手自由度のパターン制御に対し,意図する角度を出力可能な比例制御を実現することにより操作者にとって身体化を誘発するための制御手法を搭載した機器の提供が可能となることが期待される.
2.身体化を知覚可能な義肢の実装: 昨年度までに開発した電動義手を日常生活で使用するための装飾手袋を開発し,伸縮可能な筋電センサバンドと共に実装した.また,3Dプリンタを用いた義肢装具の部品を使用する上での部品強度の評価を行うことで,前腕切断者において身体化を知覚可能にするために必要な義手本体・センサ・手袋の実装に関する知見を得た.
3.身体化による全身協調動作の評価:本研究が対象とする適用先の一つである電動義手に関して,義手の制御性能だけでなく身体計測を用いた評価を行った.自由度の少ない義手を使用することによる可動関節の減少により,残存する他の関節に代償的な運動が生じる際の上肢動作を計測し評価した.義手を身体の一部として知覚するために,各関節が協調的に動作することによる代償運動の少ない義手の操作方法の提案が必要であることがわかった.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Control strategy of hand movement depends on target redundancy2017

    • Author(s)
      Shunta Togo, Toshinori Yoshioka, Hiroshi Imamizu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: Vol. 7, No. 45722 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1038/srep45722

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] sEMG Sensor Using Polypyrrole-coated Nonwoven Fabric Sheet for Practical Control of Prosthetic Hand2017

    • Author(s)
      Yinlai Jiang, Takeru Togane, Baoliang Lu, Hiroshi Yokoi
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: Vo. 11, No. 33 Pages: 1-12

    • DOI

      0.3389/fnins.2017.00033

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] エラストマーゲルを用いた筋電義手のための装飾手袋の開発2016

    • Author(s)
      矢吹 佳子,棚橋 一将,星川 英,中村 達弘,姜 銀来,加藤 龍,横井浩史
    • Journal Title

      日本義肢装具学会誌

      Volume: 第32巻3号 Pages: 177-185

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脊損・頸損者に対する体温制御の試み2017

    • Author(s)
      高嶋淳
    • Organizer
      ヒューマンセントリックロボティクス研究専門委員会 第9回若手研究会
    • Place of Presentation
      佐賀、日本
    • Year and Date
      2017-01-28
  • [Presentation] Force-magnification mechanism with artificial tendon sheath for myoelectric prosthetic hand for children2016

    • Author(s)
      Hesong Ye, Xiang Feng, Yoshiko Yabuki, Shunta Togo, Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi
    • Organizer
      IEEE International Conference on robotics and biomimetics (ROBIO2016)
    • Place of Presentation
      Qingdao, China
    • Year and Date
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 筋隆起分布を用いた意図する関節角度の推定2016

    • Author(s)
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • Organizer
      The 13th IEEE Towers
    • Place of Presentation
      東京、日本
    • Year and Date
      2016-12-03
  • [Presentation] 筋特性を考慮に入れた筋隆起形状変化に基づく手関節角度の推定2016

    • Author(s)
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • Organizer
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      富山、日本
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] 義手操作能力評価に向けた書字動作時の躍度による遠位動作評価手法の構築2016

    • Author(s)
      南雲春乃,加藤陽,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • Organizer
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • Place of Presentation
      富山、日本
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [Presentation] Distribution of the Muscle Bulge of an Upper Limb Amputee for Joint Angle Estimation2016

    • Author(s)
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • Organizer
      Cybathlon Symposium
    • Place of Presentation
      Kloten, Switzerland
    • Year and Date
      2016-10-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Joint Angle Estimation using the Distribution of the Muscle Bulge on the Forearm Skin Surface of an Upper Limb Amputee2016

    • Author(s)
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • Organizer
      IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics (SMC 2016)
    • Place of Presentation
      Budapest, Hungary
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 視線計測に基づいた移動支援器Tread-Walkの操作性の評価2016

    • Author(s)
      中島康貴, 劉思佳, 呂筱薇, 曹暘, 松本侑也, 二瓶美里, 安藤健, 小林洋, 藤江正克
    • Organizer
      生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2016(LIFE 2016)
    • Place of Presentation
      東北大学、宮城
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [Presentation] Wrist Joint Angle Estimation by Means of Muscle Bulge based on Deformation of the Forearm Skin Surface2016

    • Author(s)
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • Organizer
      World Automation Congress(WAC)
    • Place of Presentation
      Puerto Rico
    • Year and Date
      2016-07-31 – 2016-08-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a Myoelectric Hand Incorporating a Residual Thumb for Transmetacarpal Amputees2016

    • Author(s)
      Yuta Murai, Suguru Hoshikawa, Shintaro Sakoda, Yoshiko Yabuki, Masahiro Ishihara, Tatsuhiro Nakamura, Takehiko Takagi, Shinichiro Takayama, Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi
    • Organizer
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 筋隆起形状変化に基づく手関節角度推定に対する角度変化幅の影響2016

    • Author(s)
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      横浜、日本
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [Presentation] 福祉機器のための熱溶解積層法3Dプリンタによる造形物の評価手法の検討2016

    • Author(s)
      高嶋淳、庄司 瞳、相川 孝訓、中村隆、手嶋 吉法、井上 剛伸、硯川 潤
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • Place of Presentation
      横浜、日本
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [Remarks] 横井浩史研究室

    • URL

      http://www.hi.mce.uec.ac.jp/yklab/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 信号測定装置、及び信号測定方法2017

    • Inventor(s)
      横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太
    • Industrial Property Rights Holder
      横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      029981
    • Filing Date
      2017-02-21

URL: 

Published: 2018-01-16  

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