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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

研究課題

研究課題/領域番号 14J01891
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関筑波大学

研究代表者

下柿元 智也  筑波大学, システム情報系, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードプレイウェア / 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
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] bioToys: biofeedback toys for playful and self-determined physiotherapeutic activities2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shimokakimoto, Asaki Miura, Kenji Suzuki
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 19(2) 号: 2 ページ: 150-156

    • DOI

      10.1007/s10015-014-0144-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heart-pulse Biofeedback in Playful Exercise using a Wearable device and Modular Interactive Tiles2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shimokakimoto, Henrik Hautop Lund, Kenji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      巻: 1(1) 号: 1 ページ: 68-72

    • DOI

      10.2991/jrnal.2014.1.1.13

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Passive Exoskeletons with Smart Mechanics to Support Wheelchair-based Locomotion2015

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kenji, Sasaki Kai, Eguchi Yosuke, Shimokakimoto Tomoya
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Advanced Mechatronics
    • 発表場所
      Waseda University(Okubo, Shinjuku-ku, Tokyo )
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      下柿元智也, 渡邉麗子, 上野友之, 羽田康司, 鈴木健嗣
    • 学会等名
      第30回リハ工学カンファレンス
    • 発表場所
      沖縄県総合福祉センター(沖縄県那覇市首里石嶺町)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 3D プリンタを用いたソケット作製の試み2015

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      第30回リハ工学カンファレンス
    • 発表場所
      沖縄県総合福祉センター(沖縄県那覇市首里石嶺町)
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      秋道 奈々緒,下柿元 智也,鈴木 健嗣
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2014
    • 発表場所
      海峡メッセ下関 (山口県下関市豊前田町)
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] bioToys: Playful Rehabilitation Tool for Encouraging Children Self-initiative Training2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shimokakimoto, Kenji Suzuki
    • 学会等名
      Proceedings of the 2014 conference on Interaction design and children
    • 発表場所
      Aarhus University(Aarhus, Denmark), Hotel LEGOLAND(Billund, Denmark)
    • 年月日
      2014-06-17 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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