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上肢運動パターン生成の分析に基づいたリハビリロボットによる作業療法支援

研究課題

研究課題/領域番号 15300200
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
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

松井 信行  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 学長 (30024285)

研究分担者 鵜飼 裕之  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40135405)
森田 良文  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00241224)
南部 雅幸  大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 助教授 (10333395)
辻 美和  藤本早鈴病院, リハビリテーション科, 作業療法士
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
16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2004年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2003年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワード支援システム / リハビリテーション / 作業療法 / 上肢訓練 / 運動パターン生成 / ニューラルネットワーク / クラスター分析 / モーションアシスト / 視覚フィードバック / 机上訓練
研究概要

本研究では,被訓練者一人一人の訓練効果の定量的評価と訓練メニューの作成支援の実現に向けて,被訓練者の上肢生体状態を収集,評価し,その結果をロボットアーム動作にフィードバックできる訓練支援システムの構築を目的とする.
1.3次元運動の上肢作業療法を可能とする3次元リハビリ訓練支援システムの開発
(1)汎用7自由度ロボットアームを改良することで,座位での様々な3次元机上作業の訓練に対応する訓練装置を構築した.作業療法として広く行われているサンディング訓練とモーションアシストを実現した.
(2)医療現場への試験的導入を想定し,パラレルリンク機構を採用した可搬性に優れた3次元訓練システムを開発した.サンディング訓練のみならず種々の訓練とモーションアシストを実現した.
2.上肢身体運動パターン生成分析のための上肢運動解析
(1)現場で広く用いられているサンディング器具を用いた訓練時の上肢動作解析を行った.治療効果の一つである運動の協調性の回復に着目し,各関節の運動軌跡や速度波形に注目して特徴抽出を行い種々の知見を得た.また,患者の症状や症例毎のモデル構築のための準備として,ニューラルネットワークとクラスター分析を併合したモデル分類法を提案した.健常者の個体差の分類にも効果的であることを検証した.
(2)1.(1)の訓練システムを用いた訓練動作において,2.(2)では行えなかった訓練グリップに与える力と位置の計測に基づく上肢運動解析を行った.負荷抵抗訓練における単腕訓練と双腕訓練の違いと利き腕との関係など種々の知見を得た.
3.視覚フィードバックによる訓練法の提案
リハビリの現場に科学的根拠に基づく医療行為の導入が望まれている背景から,訓練中の被験者の身体動作を記録し健常者との動作と同時に映し出せる視覚フィードバック機能を提案し,そのためのシステムを構築した.

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

    (23件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (21件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Discrimination of Old/Young Persons from Acceleration Data during Walking based on Neural Networks2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol. 37,No. 4

      ページ: 1-10

    • NAID

      110003225266

    • 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] Discrimination of Old/Young Persons from Acceleration Data during Walking based on Neural Networks2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Systems and Computers in Japan Vol.37 No.4

      ページ: 1-10

    • NAID

      110003225266

    • 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] Movement Analysis of Upper Limb during Resistance Training Using General Purpose Robot Arm "PA10"2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Proc. of the 3rd Int. Conf. on Mechatronics and Information Technology (ICMIT'05)

    • 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] 汎用ロボットを用いた作業療法支援システムにおける訓練動作解析2005

    • 著者名/発表者名
      山本貴士
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

    • 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] 3次元リハビリ支援システムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      広瀬彰紀
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

    • 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] Movement Analysis of Upper Limb during Resistance Training Using General Purpose Robot Arm "PA10"2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Proc.of the 3rd Int.Conf.on Mechatronics and Information Technology (ICMIT'05) JMHWI6(1)-(6)

    • 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] Movement Analysis using Multipurpose Robot in Occupational Therapy Support System2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.of Robotics and Mechatronics Conference 2005 1P2-N-128(1)-(2)

    • 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] Development of 3-Dimensional Rehabilitation System2005

    • 著者名/発表者名
      A.Hirose
    • 雑誌名

      Proc.of Robotics and Mechatronics Conference 2005 1P2-N-126(1)-(2)

    • 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] 汎用ロボットを用いた作業療法支援システムにおける訓練動作解析2005

    • 著者名/発表者名
      山本貴士, 森田良文, 他4名
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元リハビリ支援システムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      広瀬彰紀, 森田良文, 他4名
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Proc.of the 3rd International Conference on Mechatronics and Information Technology (ICMIT'2005)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita他5名
    • 雑誌名

      Movement Analysis of Upper Limb during Resistance Training Using General Purpose Robot Arm "PA10"

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 汎用ロボットを用いた作業療法支援システムにおける訓練動作解析2005

    • 著者名/発表者名
      山本貴士, 森田良文他6名
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'05 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 作業療法支援システムにおける上肢の運動解析に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆弘
    • 雑誌名

      2004年高速信号処理応用技術学会研究会講演論文集

      ページ: 1-2

    • 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] Movement Analysis of Upper Limbs in Occupational Therapy Support System2004

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc.of Conf.on Signal Processing Application and Technology

      ページ: 1-2

    • 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] 作業療法支援システムにおける上肢の運動解析に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆弘, 森田良文他6名
    • 雑誌名

      2004年高速信号処理応用技術学会研究会講演論文集

      ページ: 51-52

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Assist Control for Positioning Task by Flexible Mater-Slave System2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Proc. of Int. Conf. on Industrial Technology (ICIT'03)

    • 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] Development of Rehabilitation Support System for Reaching Exercise of Upper Limb2003

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda
    • 雑誌名

      Proc. of 2003 IEEE Int. Symp. on Computational Intelligence in Robotics and Automation (CIRA2003)

      ページ: 134-139

    • 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] 視覚フィードバックを利用した作業療法支援システムの開発2003

    • 著者名/発表者名
      前田 宏
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集

    • 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] Assist Control for Positioning Task by Flexible Master-Slave System2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Morita
    • 雑誌名

      Proc.of Int.Conf.on Industrial Technology (ICIT'03)

      ページ: 790-795

    • 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] Development of Rehabilitation Support System for Reaching Exercise of Upper Limb2003

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda
    • 雑誌名

      Proc.of 2003 IEEE Int.Symp.on Computational Intelligence in Robotics and Automation (CIRA2003)

      ページ: 134-139

    • 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] Assisting System for Occupational Therapy using Visual Feedback2003

    • 著者名/発表者名
      H.Maeda
    • 雑誌名

      Proc.of Robotics and Mechatronics Conference 2003 2P2-2F-C6(1)-(2)

    • 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
  • [文献書誌] H.Maeda, Y.Morita, et al.: "Development of Rehabilitation Support System for Reaching Exercise of Upper Limb"Proc. of IEEE Int.Symp. on Computational Intelligence in Robotics and Automation(CIRA2003). 134-139 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 前田宏, 森田良文他2名: "視覚フィードバックを利用した作業療法支援システムの開発"ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集. 2P1-3F-F5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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