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生体信号を用いた遊びの拡張と理学療法支援への応用

Research Project

Project/Area Number 14J01891
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Rehabilitation science/Welfare engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

下柿元 智也  筑波大学, システム情報系, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsプレイウェア / 生体信号 / タンジブルデバイス / ウェアラブルデバイス / 筋電義手 / ハビリテーション / 運動訓練 / 義肢装具 / ウェアラブデバイス / バイオフィードバック / 電動義手
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,身体運動とそれに伴って変化する生体・物理信号を遊びに組み入れた,即興的に個人適用可能な生体信号計測・提示可能な玩具システムの実現を通じて,利用者の遊びへの自発的な参加や他者との協調や競争を介して遊び行動誘発する遊びの拡張遊びの拡張や,玩具型機器を用いた運動訓練・指導の実現を目指す.ここでは生体信号として筋電図に着目し,定常的な生体信号を遊びへ組み入れるための技術開発を進めるとともに,臨床研究,特にモチベーションの維持が難しいリハビリテーションや,訓練への動機が希薄な小児電動義手ハビリテーションなど療法への応用を通じて生体信号を組み合わせた遊びの利用領域の拡大を目指すものである.
本年度は,以下に記す小児筋電義手訓練へのブロック型機器の臨床現場での実証研究(1)を実施し,ブロック型機器を用いた訓練評価への有効性を明らかにした.さらに研究を進める上で明らかとなった生体信号計測への工学的な課題(2)に取り組み工学,リハビリテーションに関する横断的な研究を進展させた.ここでは,(1)先天性腕欠損症小児の筋電義手運動訓練の訓練支援機器としてブロック型機器を導入し,適用可能性および筋電義手訓練の訓練評価に関する研究を実施し,筋電義手駆動が筋電位か体動ノイズ等が由来かの自動判別手法を開発した.本提案手法とビデオ解析とを比較し両者の差が小さいことを明らかにし,成果をとりまとめた.一方で体動による筋電義手の駆動は,身体運動と筋電義手の駆動の因果関係の学習を目的とする訓練では問題となる.そこで(2)筋電義手と前腕部との接続を担うソケット部が成長により適合性が悪化することなどに対応するため,断端部の3次元形状の計測と,ソケットとして適した形状変更を施した3次元モデル作成方法を提案し,3Dプリンタにて出力することで,比較的適合性の高い小児用のソケットが作成できることを明らかにした.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] bioToys: biofeedback toys for playful and self-determined physiotherapeutic activities2014

    • Author(s)
      Tomoya Shimokakimoto, Asaki Miura, Kenji Suzuki
    • Journal Title

      Artificial Life and Robotics

      Volume: 19(2) Issue: 2 Pages: 150-156

    • DOI

      10.1007/s10015-014-0144-2

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heart-pulse Biofeedback in Playful Exercise using a Wearable device and Modular Interactive Tiles2014

    • Author(s)
      Tomoya Shimokakimoto, Henrik Hautop Lund, Kenji Suzuki
    • Journal Title

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      Volume: 1(1) Issue: 1 Pages: 68-72

    • DOI

      10.2991/jrnal.2014.1.1.13

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Passive Exoskeletons with Smart Mechanics to Support Wheelchair-based Locomotion2015

    • Author(s)
      Suzuki Kenji, Sasaki Kai, Eguchi Yosuke, Shimokakimoto Tomoya
    • Organizer
      The 6th International Conference on Advanced Mechatronics
    • Place of Presentation
      Waseda University(Okubo, Shinjuku-ku, Tokyo )
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 筋電義手訓練を促すブロック玩具型デバイスと先天性上肢切断児への適用2015

    • Author(s)
      下柿元智也, 渡邉麗子, 上野友之, 羽田康司, 鈴木健嗣
    • Organizer
      第30回リハ工学カンファレンス
    • Place of Presentation
      沖縄県総合福祉センター(沖縄県那覇市首里石嶺町)
    • Year and Date
      2015-11-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 3D プリンタを用いたソケット作製の試み2015

    • Author(s)
      渡邉麗子, 出井裕司, 山本健寛, 下柿元智也, 鈴木健嗣, 上野友之, 石川公久, 羽田康司
    • Organizer
      第30回リハ工学カンファレンス
    • Place of Presentation
      沖縄県総合福祉センター(沖縄県那覇市首里石嶺町)
    • Year and Date
      2015-11-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 社会的インタラクションを利用した小児筋電義手訓練促進システム2014

    • Author(s)
      秋道 奈々緒,下柿元 智也,鈴木 健嗣
    • Organizer
      HCGシンポジウム2014
    • Place of Presentation
      海峡メッセ下関 (山口県下関市豊前田町)
    • Year and Date
      2014-12-17 – 2014-12-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] bioToys: Playful Rehabilitation Tool for Encouraging Children Self-initiative Training2014

    • Author(s)
      Tomoya Shimokakimoto, Kenji Suzuki
    • Organizer
      Proceedings of the 2014 conference on Interaction design and children
    • Place of Presentation
      Aarhus University(Aarhus, Denmark), Hotel LEGOLAND(Billund, Denmark)
    • Year and Date
      2014-06-17 – 2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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