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筋電制御型インタフェースに基づく障害者支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 11555113
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 制御工学
研究機関広島大学

研究代表者

辻 敏夫  広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90179995)

研究分担者 加藤 荘志  広島大学, 大学院・国際協力研究科, 助手 (00284232)
大塚 彰  広島県立保健福祉大学, 理学療法学科, 教授 (50280194)
金子 真  広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70224607)
原田 研介  独立行政法人産業技術総合研究所, 研究員 (50294533)
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2000年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1999年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワード支援システム / ロボット / EMG / ニューラルネット / 食事支援 / インターフェース / 障害者 / 筋電位 / インタフェース / 義手
研究概要

本研究では,障害者を支援するためのインタフェース装置とその装置を使って制御可能な生活支援マニピュレータから構成される障害者支援システム開発した.その主要な研究結果は以下の通りである.
1.障害者の菌電位特性に適応するシステム実現するために,新しいリカレント型ニューラルネットRecurrent Log-Linearized Gaussian Mixture Network(R-LLGMN)を開発したこのニューラルネットは,混合正規分布型確率密度関数モデル,隠れマルコフモデルに基づいており,従来のニューラルネットより高いパターン識別能力を有することを実験的に明らかにした.
2.R-LLGMNを用いて,切断者の筋電信号から前腕・手の動作を識別する方法を開発した.そして実際に,このニューラルネットを核とする筋電制御型インタフェースを構築し,その動作確認を行った.
3.操作者から計測した筋電位で操作可能なロボット制御系を新たに構築し,人間支援マニピュレータに実装した.さらに,日常生活での使用を可能にすることを目的として,特定の作業に関する知識をマニピュレータ制御系に組み込む方法を開発した.
4.筋電制御型インタフェースの応用例として,新しい食事支援システムを構築した.そして,障害者によるフィールドテストを行い,実用化の可能性を示した.

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] 大塚彰: "ワイヤ・プーリ駆動ハンドの開発"日本義肢装具学会誌. 17・2. 130-133 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大塚彰: "温度感覚フィードバックシステムの開発"日本義肢装具学会誌. 17・2. 135-138 (1999)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "A Log-Linearized Gaussian Mixture Network and Its Application to EEG Pattern Classification"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part C : Applications and Reviews. 29・1. 60-72 (1999)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大塚彰: "体内力源態動義肢ハンドの開発"日本義肢装具学会誌. 15・4. 332-339 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福田修: "EMG信号を利用した手動制御型人間支援マニピュレータ"日本ロボット学会誌. 18・3. 387-394 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Pattern Classification of Time-series EMG Signals Using Neural Networks"International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 14・8. 829-848 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻敏夫: "義手制御を目的とした筋電操作トレーニング"電子情報通信学会. J83-D-II・10. 2030-2039 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻敏夫: "EMG信号に基づく前腕動力義手のバイオミメティック制御"日本機械学会論文集. 66・648C. 2764-2771 (2000)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻敏夫: "ニューラルネットを利用したEMG制御型ポインティングデバイス"計測自動制御学会論文集. 37・5. 425-431 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 辻敏夫: "事象駆動型作業モデルを利用したEMG信号のパターン識別"日本ロボット学会誌. 20・7. 771-777 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大塚彰: "ヒトの運動解析に基づく義手に関する研究-能動・装飾義手ハンドの開発-"医科器械学. 72・5. 220-227 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "A Recurrent Log-linearized Gaussian Mixture Network"IEEE Transactions on Neural Networks. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Osamu Fukuda: "A Human-Assisting Manipulator Teleoperated by EMG Signals and Arm Motions"IEEE Transactions on Robotics and Automation. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nan Bu: "EMG-Based Motion Discrimination Using a Novel Recurrent Neural Network"Journal of Intelligent Information Systems. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OTSUKA, Akira: "Development of Externally Powered Prothetic Hand with a Wire-pulley Drive (in Japanese)"Bulletin of the Japanese Society of Prosthetic and Orthotic Education, Research and Development. Vol.17,No.2. 130-133 (1999)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OTSUKA, Akira: "Development of a Feed-back-system for Thermal Sensation (in Japanese)"Bulletin of the Japanese Society of Prosthetic and Orthotic Education, Research and Development. Vol.17,No.2. 135-138 (1999)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "A Log-Linearized Gaussian Mixture Network and Its Application to EEG Pattern Classification"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part C: Applications and Reviews. Vol.29,No.1. 60-72 (1999)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OTSUKA, Akira: "Development of an internally powered functional prosthetic hand (in Japanese)"Bulletin of the Japanese Society of Prosthetic and Orthotic Education, Research and Development. Vol.15,No.4. 332-339 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] FUKUDA, Osamu: "A Human Supporting Manipulator Based on Manual Control Using EMG Signals (in Japanese)"Journal of the Robotics Society of Japan. Vol.18,No.3. 387-394 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "Pattern Classification of Time-series EMG Signals Using Neural Networks"International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. Vol.14,No.8. 829-848 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "A Training System for EMG Manipulation of Prosthetic Arms"Trans. of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.J83-D-II,No.10. 2030-2039 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "Bio-mimetic Control of An Externally Powered Prosthetic Forearm Based on EMG Signals (in Japanese)"Trans. of the Japanese Society of Mechanical Engineers. Vol.66,No.648-C. 2764-2771 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "An EMG Controlled Pointed Device Using a Neural Network (in Japanese)"Trans. of the Society of Instrument and Control Engineers. Vol.37,No.5. 425-431 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "Pattern Classification of EMG Signals Using an Event-Driven Task Model (in Japanese)"Journal of the Robot Society of Japan. Vol.20,No.7. 771-777 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] OTSUKA, Akira: "Research on Upper Extremity Prothesis based on Human Motion Analysis -Development of Internally Powered Functional-cosmetics Prothetic Hand- (in Japanese)"The Journal of Japanese Medical Instruments. Vol.72,No.5. 220-227 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] TSUJI, Toshio: "A Recurrent Log-linearized Gaussian Mixture Network"IEEE Transactions on Neural Networks. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] FUKUDA, Osamu: "A Human-Assisting Manipulator Teleoperated by EMG Signals and Arm Motions"IEEE Transactions on Neural Networks. (in press). (2003)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] BU, Nan: "EMG-Based Motion Discrimination Using a Novel Recurrent Neural Network"Journal of Intelligent Information Systems. (in press). (2003)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "A Recurrent Log-linearized Gaussian Mixture Network"IEEE Transactions on Neural Networks. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "事象駆動型作業モデルを利用したEMG信号のパターン識別"日本ロボット学会誌. 20・7. 771-777 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大塚彰: "ヒトの運動解析基づく義手に関する研究-能動・装飾義手ハンドの開発-"医科器械学. 72・5. 220-227 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Fukuda: "A Human-Assisting Manipulator Teleoperated by EMG Signals and Arm Motions"IEEE Transactions on Robotics and Automation. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nan Bu: "EMG-Based Motion Discrimination Using a Novel Recurrent Neural Network"Journal of Intelligent Information Systems. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nan Bu: "Myoelectric Pattern Discrimination Using an HMM-based Neural Network"Proceedings of the IASTED International Conference ARTIFICIAL INTELLIGENCE AND SOFT COMPUTING. 456-461 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "ニューラルネットを利用したEMG制御形ポインティングデバイス"計測自動制御学会論文集. 37・5. 425-431 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Pattern Discrimination of Raw EMG Signals Using a New Recurrent Neural Network"Proceedings of IMEKO/SICE/IEEE the International Symposium on Measurement Analysis and Modeling of Human Functions. 96-101 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Tracking Control Properties of Human-robot Systems"Proceedings of the 1st International Conference on Information Technology. 77-83 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiyuki Tanaka: "A Virtual Air Hockey System for Skill Training"Proceedings of the 1st International Conference on Information Technology. 136-141 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Pattern classification of Time-series EMG Signals Using Neural Networks."International Journal of Adaptive Control and Signal Processing. 14・8. 829-848 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "ニューラルネットを利用した人間-ロボット系の適応型訓練法."日本ロボット学会誌. 18・5. 683-689 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "義手制御を目的とした筋電操作トレーニング"電子情報通信学会. J83-D-II・10. 2030-2039 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "EMG信号に基づく前腕動力義手のバイオミメティック制御"日本機械学会論文集. 66・648-C. 2764-2771 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "ニューラルネットを利用したマニピュレータのインピーダンス制御"電気学会論文誌. 119C・11. 1414-1419 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "人間-ロボット系の追従制御特性"日本ロボット学会誌. 18・3 印刷中. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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