Motion sensory integration assist system for training motion and sensory function of deep muscles
| Project/Area Number |
17H03195
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Intelligent mechanics/Mechanical systems
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 孝之 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (10282914)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島谷 康司 県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (00433384)
栗田 雄一 広島大学, 工学研究科, 教授 (80403591)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
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| Keywords | 運動知覚アシスト / バイオフィードバック / 人間拡張 / アシスト技術 / 運動知覚 / ヒューマンインタフェース / 軽労化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウェアラブル運動知覚統合システムを開発し，運動機能，感覚機能の向上に対して，その効果を評価することを目的として，次の課題に取り組み，それぞれ成果を上げた．
(1) 筋シナジーに基づく間接的運動教示インタフェース：骨盤底筋群と腹横筋の筋シナジー関係に基づいて，腹横筋の収縮活動をモニターに表示し，骨盤底筋群の活動として知覚させて，指示した筋収縮量に随意的に骨盤底筋群を収縮させる間接的運動教示インタフェースを構築し，実験的に有効性を確認した．本手法によるトレーニングにより，骨盤底筋群の運動知覚が容易になると共に，骨盤底筋群と腹横筋との筋シナジー関係が強化される新たな知見が得られた．本成果を国際会議，国内講演会にて発表した．
(2) 力触覚刺激によるウェアラブル運動知覚インタフェース：上記(1)の視覚によるバイオフィードバックトレーニングの簡略化を目指し，腹横筋に突起物を押し付け，筋収縮に伴う筋硬さ変化を力触覚により知覚するウェアラブル間接的運動教示インタフェースを開発した．
(3) 運動教示を取り入れたトレーニングプログラム設計：骨盤形状を2方向のレントゲン画像から計測し，骨盤姿勢を歩容から推定する，骨盤形状・姿勢の個人同定法を構築した．男女被験者の骨盤をMRI撮像して，提案手法の有効性を確認した．この成果を英文学術誌に掲載している．さらに，姿勢変化時の骨盤底筋群の活動を男女被験者で計測し，骨盤形状を個人同定した筋骨格動力学モデルで算出した筋活動と比較し，骨盤底筋群トレーニングのための最適姿勢の算出が可能であることを示し，個別のトレーニングプログラム設計の基礎構築を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
骨盤底筋群の運動知覚を向上するウェアラブルインタフェースを開発し，一定の成果を得られている．また，骨盤形状・姿勢の個人差を考慮した筋骨格動力学モデルで，骨盤底筋群トレーニングに最適な姿勢を算出するトレーニングプログラムの設計に一定の成果を上げた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度計画したウェアラブル運動知覚統合システムの開発では一定の成果を得られている．運動知覚と力触覚提示刺激の個人差について，被験者を増やしてモデルの確度を高めて，トレーニング効果の精度向上を目指す．また，振動デバイスを用いて対象となる筋肉に刺激を加え，力触覚による筋収縮の知覚精度向上を目指す．
筋シナジーに基づく関節運動知覚インタフェースによる骨盤底筋群トレーニングによって，腹横筋と骨盤底筋群の筋シナジーの強化が見られた．これは運動知覚の学習によるものと考えられる．学習過程を明らかにすることで，トレーニング効果の持続性を向上させる．
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
