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義手実用化のための皮膚電気刺激によるバーバル情報伝達方式

研究課題

研究課題/領域番号 15500362
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 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関大阪大学

研究代表者

金 寛  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90243170)

研究分担者 赤澤 堅造 (赤沢 堅造)  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30029277)
奥野 竜平  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (90294199)
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
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード皮膚電気刺激 / 少数単語 / 仮現運動 / 刺激パターン / 刺激パターン系列 / 感覚障害者 / 刺激部位 / 筋電義手 / バーバル情報 / 義手
研究概要

本研究は、電気刺激の仮現運動を利用して「第1指に強い反力が加わっている」といったバーバル(言語)情報を伝達する機能を備えた義手実用化のための皮膚電気刺激によるバーバル情報伝達方式の決定を目的とし、研究を遂行した。
1)筋電義手使用者が棚の上や机の下にある物体を把握する作業をする際に必要となる2つの感覚情報、義手と物体の接触位置情報(母指外側・二指外側・内側)と接触時の指開閉角度情報(角度大・角度小)を定義した。これら各情報(単語)に認識が容易となるように5つの刺激パターンを対応させた。3パラメータのチューニングを行い、パターンを決定した。また、これら2つのパターンを組み合せて刺激パターン系列を作成した。感覚情報はこの刺激パターン系列によって表現される(例えば、母指外側に物体が接していて、そのときの開閉角度は大きい)。
2)刺激部位として手根部背面、前腕部、上腕部を対象とした。
上腕部を対象として10名の被験者に対し、各被験者につき4回の心理物理実験を行った。少数単語伝達実験の結果は、4回目の実験において全被験者の平均正答率は98.3%(標準偏差:3.12)、平均回答時間2.2秒(標準偏差:0.14)となった。
3)手根部背面、前腕部および上腕部への適用にあう乾式表面同心電極を各々試作した。
4)皮膚電気刺激による伝達方式を用いた義手の感覚フィードバックシステムの開発を目指し、義手の物体把持状態を検出するシステムの設計について検討した。
提案した刺激パターン系列を用いた5つの単語伝達方法は視覚、聴覚以外の方法でヒトへのバーバル情報を伝達するという従来にない方法であり、実験を通じて実用上十分な精度で利用可能なことを示した。また、実験開始前に刺激パターンの特徴等をあらかじめ説明することにより2〜3回の実験で感覚情報の伝達が可能、短時間の訓練時間でも認識が容易なことを示した。

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 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (20件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] 2チャネル皮膚電気刺激による少数単語の効率的伝達システム2005

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      日本エム・イー学会生体医工学 43・1

      ページ: 151-161

    • NAID

      110004012647

    • 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] Efficient Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words with Two-Channel Electric Stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      6^<th> Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (APCMBE2005) (CD-ROM)

    • 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] Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words to a Prosthetic Hand User2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      27^<th> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC' 05) (CD-ROM)

    • 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] 筋電義手実用化のための皮膚電気刺激少数単語伝達システム2005

    • 著者名/発表者名
      朝倉 豊
    • 雑誌名

      日本生体医工学会関西支部主催生体医工学シンポジウム2005講演予稿集

      ページ: 124-126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 少数単語を用いた筋電義手感覚情報伝達方法の検討2005

    • 著者名/発表者名
      朝倉 豊
    • 雑誌名

      平成17年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Efficient Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words with Two-Channel Electric Stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim, Ryuhei Okuno, Daiji Tsubota, Masaki Yoshida, Kenzo Akazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (APCMBE2005) (CD-ROM)

    • 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] Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words to a Prosthetic Hand User2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kin, Yutaka Asakura, Ryuhei Okuno, Kenzo Akazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'05) (CD-ROM)

    • 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] Efficient System for Transmitting a Few Words with Two-Channel Electrotactile Stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kin, Ryuhei Okuno, Masaki Yoshida, Kenzo Akazawa
    • 雑誌名

      Transactions of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol.43

      ページ: 151-161

    • NAID

      110004012647

    • 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] 2チャネル皮膚電気刺激による少数単語の効率的伝達システム2005

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      日本エム・イー学会 生体医工学 43・1

      ページ: 151-161

    • NAID

      110004012647

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words with Two-Channel Electric Stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      6^<th> Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering(APCMBE2005) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Tactile Substitution System for Transmitting a Few Words to a Prosthetic Hand User2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      27^<th> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'05) (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 2チャネル皮膚電気刺激による少数単語の効率的伝達システム2005

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      日本エム・イー学会誌 生体医工学 (in press)(印刷中)

    • NAID

      110004012647

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Efficient Tactile Substitution System for Transmitting a Few Word with Two-Channel Electric Stimulation2005

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      6^<th> Asian-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering (APCMBE2005) (in press)(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 皮膚電気刺激バーバル情報正答率向上のためのダイナミックレンジ変更2004

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      第43回日本エム・イー学会論文集 42巻

      ページ: 292-292

    • 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] Sensory Substitution System of Two-Channel Electrotactile Stimulation for Transmitting Verbal Information2004

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      Proc. 26^<th> Annual International Conference of the IEEE EMBS

      ページ: 4948-4951

    • 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] 2チャネル皮膚電気刺激によるバーバル情報伝達システム2004

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      日本エム・イー学会関西支部主催生体医工学シンポジウム2004

      ページ: 283-283

    • 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] Sensory Substitution System of Two-Channel Electrotactile Stimulation for Transmitting Verbal Information2004

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim, Ryuhei Okuno, Masaki Yoshida, Kenzo Akazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      ページ: 4948-4951

    • 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] Sensory Substitution System of Two-Channel Electrotactile Stimulation for Transmitting Verbal Information2004

    • 著者名/発表者名
      Gwan Kim
    • 雑誌名

      Proc.26^<th> Annual International Conference of the IEEE EMBS

      ページ: 4948-4951

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 2チャネル皮膚電気刺激による情報伝達の効率化2003

    • 著者名/発表者名
      佐々木陽子
    • 雑誌名

      日本エム・イー学会関西支部主催生体医工学シンポジウム2003 (CD-ROM)

    • 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] 皮膚電気刺激によるバーバル情報正答率向上に関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      金 寛
    • 雑誌名

      第18回生体・生理工学シンポジウム論文集

      ページ: 55-58

    • 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
  • [文献書誌] 佐々木陽子: "チャネル皮膚電気刺激による情報伝達の効率化"日本エム・イー学会関西支部主催生体医工学シンポジウム2003. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 金 寛: "支膚電気刺激によるバーバル情報正答率向上に関する研究"第18回生体・生理工学シンポジウム論文集. 55-58 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 金 寛: "皮膚電気刺激バーバル情報正答率向上のためのダイナミックレンジ変更"第43回日本エム・イー学会論文集. (2004)

    • 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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