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ヴァーチャルリアリティの仮想空間ハンドによる電動義手制御システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15300194
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関宇都宮大学

研究代表者

酒井 直隆  宇都宮大学, 工学部, 教授 (90235119)

研究分担者 庵原 昭夫  宇都宮大学, 工学部, 教授 (20091655)
嶋脇 聡  宇都宮大学, 工学部, 助手 (10344904)
八高 隆雄  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40111637)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードヴァーチャルリアリティ / 動作解析 / 電動義手 / 制御 / バイオメカニクス / 手 / 仮想空間 / 三次元画像 / 手指
研究概要

初年度の平成15年度は、人間の手の三次元動作解析と力学的解析を融合させるシステムの開発を行った。その結果光マーカーによる動作解析では指の三次元運動に際し回旋を計測する手法を新たに開発し、手の日常生活動作を計測、データベース化した。同時にフィンガーフォースプレートを開発し、指尖部に加わる外力ベクトルを計測することで各指関節のモーメントを計算できるシステムを構築した。平成16年度は手の三次元動作解析データベースから、「電動義手が人間らしい手の運動を行うには、各関節の屈曲角をどのように変化させたらよいか」という観点で人間らしい運動が可能な電動義手の開発に主眼を置いた。その結果、人間の手の運動は各指関節が一定のリズムを持って強調的な動きをすることが判明、そのリズムを数式化して電動義手の制御システムに組み込むことが可能となった。平成17年度は動作解析データからコンピューター内に構築した仮想空間ハンドが、ヴァーチャルリアティ空間において被験者にどう認識されかを検討し、「障害者が失った手を仮想空間内で取り戻したうえ、これを操作する」シミュレーションシステムの開発を行った。具体的には、CGの再構築が不要、高い汎用性及び実空間と同等の空間認識が可能な3次元立体視システム開発を目的とし、その一環として、実空間と同スケールで計測可能な3次元動作解析装置のデータを汎用化し、立体視を用いて再生可能なシステムを開発した。また、そのシステムを用い、被験者に実空間の対象を仮想空間で再現させることで、ヒドの空間定位能力を調査した。本シミュレーションから得られた仮想空間ハンドの各指関節の角度変化を、数値データとして電送することにより、電動義手の制御が可能と考えられた。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2006 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (13件)

  • [雑誌論文] 反射性マーカを用いた手指の力学的動作解析2006

    • 著者名/発表者名
      松下貴博, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会第18回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      ページ: 163-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanical motion analysis of the fingers using reflective marker detection system.2006

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuhita, Naotaka Sakai, Satoshi Shimawaki
    • 雑誌名

      Proceeding of the 18^<th> Bioengineering conference of the Japan Mechanical Engineering

      ページ: 163-164

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 実空間と同一座標を有する三次元立体視仮想空間プログラムの開発及び検証2005

    • 著者名/発表者名
      井上亮, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部第11期総会講演会講演論文集

      ページ: 159-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of software of the stereography of the 3-dimensional cyber space2005

    • 著者名/発表者名
      Akira Inoue, Naotaka Sakai, Satoshi Shimawaki
    • 雑誌名

      Proceeding of the 2005 meeting of the Japanese Mechanical Engineering Society

      ページ: 159-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CT画像から構築した三次元指尖部モデルの有限要素法による力学的変形解析.2005

    • 著者名/発表者名
      嶋脇聡, 酒井直隆, 福田智史
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 71

      ページ: 1316-1321

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 手掌面における静的・動的触覚の計測2005

    • 著者名/発表者名
      嶋脇聡, 酒井直隆, 鈴木章之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 71

      ページ: 1322-1326

    • NAID

      110006264669

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒト指尖部紋理の断面形状2005

    • 著者名/発表者名
      嶋脇聡, 酒井直隆
    • 雑誌名

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 26

      ページ: 457-461

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 指関節屈曲筋計の開発2005

    • 著者名/発表者名
      入江知行, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部ブロック合同講演会論文集 11

      ページ: 73-74

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] CT画像から構築した三次元ヒト指尖部モデルの力学的変形シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      福田智史, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会バイオフロンティア講演会論文集 16

      ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 反射性マーカを用いた手指の力学的動作解析2005

    • 著者名/発表者名
      松下貴博, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会バイオエンジニアリング講演会論文集 16

      ページ: 163-164

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 反射性マーカーを用いた母指運動の三次元動作解析2004

    • 著者名/発表者名
      松下貴博, 酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部ブロック合同講演会-2004宮代-講演論文集

      ページ: 127-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three dimensional motion analysis of the thumb with a video-based detection system using reflective markers.2004

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Matsuhita, Naotaka Sakai, Satoshi Shimawaki
    • 雑誌名

      Proceeding of the 2004 meeting of the Japanese Mechanical Engineering Society

      ページ: 127-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 手指の力学的動作解析用フィンガーフォース・プレートの開発2003

    • 著者名/発表者名
      酒井直隆, 嶋脇聡
    • 雑誌名

      第30回日本臨床バイオメカニクス学会

      ページ: 97-97

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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