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人間の筋インピーダンス特性の解析と運動リハビリテーション支援システムへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 13650488
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
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 原田 研介  独立行政法人産業技術総合研究所, 研究員 (50294533)
加藤 荘志  広島大学, 大学院・国際協力研究科, 助手 (00284232)
金子 真  広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70224607)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード運動制御 / インピーダンス / トレーニング / バーチャルリアリティ / リハビリテーション / インピーダンス知覚 / 人工現実感 / ロボット / 小脳疾患 / インピーダンス トレーニング / 脊髄反射系
研究概要

本研究では,人間の筋運動系のインピーダンス特性を実験的に解析しそのモデル化を行うとともに,筋インピーダンス特性を考慮した新しい運動リハビリテーション支援システムを開発した.主要な研究結果は以下のとおりである.
1.2自由度リニアモータと可変インピーダンス制御に基づくインピーダンス・トレーニングシステムを新たに開発した.そして,健常者であればかなり高い精度で自らのインピーダンスを随意的に調節できることを実験的に明らかにした.
2.このシステムを用いてトレーニング中の健常者の筋インピーダンス特性を明らかにした.特に作業対象物のダイナミクスが筋インピーダンスや脊髄反射系の感度にどのような影響を与えるかに注目して解析を行った
3.人工現実感技術を利用したバーチャルスポーツシステムを新たに開発した.対象とした運動はテニスとエアーホッケーである.そして,運動中の健常者の手先インピーダンス特性を計測し,被験者が作業環境に応じて手先インピーダンス変化させていることを明らかにした.
4.開発したトレーニングシステムを用いて小脳疾患患者によるインピーダンス知覚トレーニングを試みた.その結果,被験者が対象物インピーダンスや作業の目的に応じて手先の運動を変化させていることが明らかになり,インピーダンス知覚と運動の関連性が強く示唆された.

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] 辻敏夫: "仮想キャッチング作業に対する人間の作業準備インピーダンスの解析"計測自動制御学会論文集. 37・8. 770-776 (2001)

    • 説明
      「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] T.Tsuji: "A Virtual Sports System for Skill Training"Journal of Robotics and Mechatronics. 13・2. 168-175 (2001)

    • 説明
      「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] 辻敏夫: "ロボットインピーダンスに対する人間の知覚能力の解析"日本ロボット学会誌. 20・2. 180-186 (2002)

    • 説明
      「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: "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)

    • 説明
      「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] T.Tsuji: "Bio-Mimetic Trajectory Generation of Robots via Artificial Potential Field with Time Base Generator"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. (in press). (2003)

    • 説明
      「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] T.Tsuji: "Biomimetic Trajectory Generation Based on Human Movements with a nonholonomic constraint"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. (in press). (2003)

    • 説明
      「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] TSUJI, Toshio: "Analysis of Task Readiness Impedance in Human Arm Movements"Trans. Of the Society of instrument and Control Engineers (in Japanese). 37, No.8. 770-776 (2001)

    • 説明
      「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 Virtual Sports System for Skill Training"Journal of Robotics and Mechatronics. 13 No.2. 168-175 (2001)

    • 説明
      「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] TUSJI, Toshio: "Analysis of Human Perception Ability for Robot Impedance"Journal of the Robot Society of Japan. 20, No.2. 180-186 (2002)

    • 説明
      「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] OTSUKA, Akira: "Research on Upper Extremity Prosthesis based on Human Motion Analysis-Development of Internally Powered Functional-cosmetics Prosthetic Hand"The Journal of Japanese Medical Instruments. 72, No.5. 220-227 (2002)

    • 説明
      「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 Trajectory Generation of Robots via Artificial Potential Field with Time Base Generator"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. in press. (2003)

    • 説明
      「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 Trajectory Generation Based on Human Movements with a nonholonomic constraint"IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics. in press. (2003)

    • 説明
      「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] Toshio Tsuji: "Bio-Mimetic Trajectory Generation of Robots via Artificial Potential Field with Time Base Generator"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "Biomimetic Trajectory Generation Based on Human Movements with a nonholonomic constraint"IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 辻 敏夫: "ロボットインピーダンスに対する人間の知覚能力の解析"日本ロボット学会誌. 20・2. 180-186 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 辻敏夫: "仮想キャッチング作業に対する人間の作業準備インピーダンスの解析"計測自動制御学会論文集. 37・8. 770-776 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hasegawa: "Further insight into the task-dependent excitability of motor evoked potentials in first dorsal interosseous muscle in humans"Experimental Brain Research. 140. 387-396 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tsuji: "A Virtual Sports System for Skill Training"Journal of Robotics and Mechatronics. 13・2. 168-175 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Tsuji: "A Neuro-based Adaptive Training Method for Robotic Rehabilitation Aids"Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. 3680-3685 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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