2014 Fiscal Year Research-status Report
ベル型時間関数発生器に基づく義手軌道生成モデルの提案と筋電義手処方支援の実現
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26730111
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| Research Institution | The Hyogo Institute of Assistive Technology |
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Principal Investigator |
中村 豪 兵庫県立福祉のまちづくり研究所, その他部局等, 特別研究員 (50707403)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / 筋電義手 / トレーニング / 定量評価 / リーチング運動 / 相互学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、EMG制御能力の定量評価手法と運動教示可能なトレーニングシステムについて検討を行った。まず、EMG制御能力の評価手法および運動教示をしながら訓練が可能なシステムを構築した［日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014］。提案システムでは、切断者のEMGパターンの特徴を抽出し、切断者のEMG制御能力を定量的に評価することが可能である。そして、EMG制御能力の評価結果に応じて義手の操作対象とする動作および動作数を自動的に調整でき、切断者のEMG制御能力に応じて訓練の難易度を調整可能である。また、切断者が操作するバーチャルハンド（virtual hand；以下、VH）に加えて、運動教示用の半透明のVHを導入し、切断者に指示を与えながら訓練を実施できる。実験では、上肢切断者を含む10名の被験者を対象に提案システムを用いた訓練を実施した結果、識別率が有意に向上することを確認した。
次に、日常生活を想定した作業を実現するために、多様な形状、大きさの物体を様々な位置に配置して訓練が可能なシステムを新たに提案した［The Asian Prosthetic and Orthotic Scientific Meeting 2014 in conjunction with The Second Meeting of the International Society for Restorative Neurology (APOSM2014&ISRN)］。我々の研究グループが開発してきたシステムでは、訓練に使用できる物体が球体のみであり、日常生活における作業（例えばコップを掴む等）を訓練することは困難であったが、新たに様々な大きさの立方体、円柱に対しても訓練が行える機能および仮想物体を様々な位置に出現させて訓練が行える機能を追加することで、より現実に近い訓練を可能にした。
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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
1．EMG制御能力を定量的に評価し、評価結果に基づいてトレーニングの難易度を調整可能な新しいトレーニングシステムを構築した点。
2．運動教示用の半透明のバーチャルハンドを新たに作成し、訓練者に指示を与えながら訓練が行えるトレーニングシステムを構築した点。
3．日常生活における作業を想定し、様々な特性（形状、サイズ）の物体をあらゆる位置に配置して訓練が行えるトレーニングシステムを構築した点。
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| Strategy for Future Research Activity |
義手を用いたリーチング運動の計測および数式モデルの構築を行う。そして、構築したモデルを用いて物体へのアプローチの際の理想軌道を提示して訓練可能なトレーニングシステムを構築する。また、EMG制御能力、運動制御能力、姿勢制御能力を定量評価可能な指標を提案し、様々な観点から客観かつ詳細に評価する方法を確立する。そして、評価結果に応じて訓練指示可能なトレーニングシステムの構築を行う予定である。また、療法士（専門家）や実験協力者の意見をもとに本年度に開発したトレーニングシステムの改良を図る。
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| Causes of Carryover |
EMG制御能力の定量評価および運動教示可能なトレーニングシステムにおいて当初予想し得なかった進展があり、本年度は十分な研究成果を得るために、EMG制御能力の定量評価とトレーニングシステムの構築から切断者を対象とした実験までを計画を早めて実施し、当初の研究計画に変更が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度に購入を予定していたリーチング運動の計測に必要な物品の購入を行う予定である。
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[Presentation] Development of a Virtual Training System for Myoelectric Prostheses2014
Author(s)
Go Nakamura, Taro Shibanoki, Keisuke Shima, Yuichi Kurita, Yuichiro Honda, Takaaki Chin, Toshio Tsuji
Organizer
The Asian Prosthetic and Orthotic Scientific Meeting 2014 in conjunction with The Second Meeting of the International Society for Restorative Neurology (APOSM2014&ISRN)
Place of Presentation
Taipei International Convention Center (Taipei, Taiwan)
Year and Date
2014-11-28 – 2014-11-30
Invited
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