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A Study on the Perception-Assist with Vibration Stimulation on the Human Body

Research Project

Project/Area Number 18J12712
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 本田 功輝  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords人間の運動制御 / 振動刺激 / 肘関節 / 認知アシスト / 動作変更
Outline of Annual Research Achievements

人体の筋肉へ機械的な振動刺激を印加することにより,筋反射と運動感覚の錯覚が生起される.さらに,これらの現象により,人間の動作を意図する動きと異なった動作へと変更することが可能である.本研究課題の最終目標は,人体への振動刺激による動作変更手法を用いて,使用者が障害物と身体との接触事故等を誘発する可能性がある危険な動作を生成した際などに,本人の動作意図と関係なく安全な動作へと動作変更する「認知アシスト」を実現することである.昨年度までの我々の研究により,筋肉に与える振動刺激の,周波数・振幅・接触力などを変更することにより,意図する動作からの動作変更量を増減させることが可能であると分かってきた.
本年度は,これらのパラメータの中でも特に周波数変化に着目し,目標となる動作と実際の動作との差に応じて周波数を調整することにより,意図する動作と異なった目標動作へと,人間の動作をコントロールする手法を提案した.上肢動作中に振動刺激による認知アシストを実施することを念頭に,上肢運動の中でも使用頻度の高い肘関節伸展運動中に提案手法を適用した結果,十分な精度で,本人の意図する動作と異なった目標動作へのコントロールが可能であることが明らかとなり,将来的にこの手法を適用することにより,振動刺激による認知アシストにおける動作補正を実現することができる可能性が示された.
更に本年度は,被刺激筋の負荷条件が変化した際に,振動刺激周波数の変化によって動作変更量を増減させることが可能であるかについても調べた.その結果,被刺激筋の負荷条件が変化した際にも,周波数変化により動作変更量を増減させることが可能であると分かった.この発見により,筋への負荷条件が変化した際にも,先に提案した周波数変化を用いた動作変更量のコントロール手法が有用である可能性が示され,振動刺激による認知アシスト実現の可能性が高まった.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(13 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Control of Human Elbow-Joint-Extension-Motion Change Based on Vibration Stimulation for Upper-Limb Perception-Assist2020

    • Author(s)
      Koki Honda、Kazuo Kiguchi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 8 Pages: 22697-22708

    • DOI

      10.1109/access.2020.2969789

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The Effect of Frequency Change on Elbow Joint Motion Change Under Loaded Conditions for Upper-Limb Perception-Assist2019

    • Author(s)
      Koki Honda、Kazuo Kiguchi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics 2019 (SMC2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 荷重条件下の上腕二頭筋への振動刺激による肘関節動作変更に対する周波数変化の影響に関する研究2019

    • Author(s)
      本田功輝、木口量夫
    • Organizer
      日本機械学会2019年度年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数筋肉に対する振動刺激による膝関節動作変更時の振動刺激パラメータ影響に関する研究2019

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      IIP2019情報・知能・精密機器部門講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 人肘伸展動作変更に与える振動刺激パラメータの影響に関する研究2018

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 人の前腕・肘関節2自由度拮抗筋への振動刺激印加による動作変更2018

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      第36回 日本ロボット学界学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動刺激パラメータ変更による肘関節伸展動作補正に関する研究2018

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動刺激による人肘動作変更時の主動筋・拮抗筋活動量の評価2018

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      第39回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動刺激を用いた人肘伸展動作変更における肘関節伸展開始角度の影響評価2018

    • Author(s)
      本田功輝,木口量夫
    • Organizer
      第19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
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The Motion Change of Forearm Pronation/Supination with Vibration Stimulation for Upper-Limb Perception-Assist2018

    • Author(s)
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • Organizer
      World Automation Congress 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Frequency in Vibration Stimulation for Human Elbow Extension Motion Change: A Fundamental Study for Upper-Limb Perception-Assist2018

    • Author(s)
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • Organizer
      IEEE International Conference on System, Man and Cybernetics 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Vibration Stimulation on a Biarticular Muscle for Elbow Joint Motion Change during Elbow/Shoulder Joint Extension Motion: A Study for the Upper-limb Perception-Assist2018

    • Author(s)
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • Organizer
      IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Human Elbow Joint Motion Change Induced by Tonic Vibration Reflex with Vibration Stimulation2018

    • Author(s)
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • Organizer
      29th 2018 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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