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運動主体感,身体所有感を増強させる身体機能再建BMIデバイスの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03051
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
研究機関横浜国立大学

研究代表者

加藤 龍  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70516905)

研究分担者 山村 修  福井大学, 学術研究院医学系部門, 講師 (30436844)
生駒 一憲  北海道大学, 大学病院, 教授 (70202918)
横井 浩史  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90271634)
連携研究者 高木 岳彦  東海大学, 医学部, 講師 (00348682)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード身体所有感 / 運動主体感 / 感覚フィードバック / Brain Machine Interdface / Brain Machine Interface / リハビリテーション / 知能ロボティクス / 医療・福祉 / 機械学習 / 認知科学 / Brain machine interface
研究成果の概要

本研究では,運動主体感,身体所有感を強く感じられる身体機能再建BMIデバイスの開発とその方法論の構築を目的とする.研究成果は以下のとおりである.(1)感覚フィードバック(FB)付BMI義手においてラバーハンド錯覚に類似した身体所有感を感じること,触覚FBや体性感覚FBが運動主体感を向上させることを脳活動計測や心理実験を通じて明らかにした. (2)上腕電動義手,手指伸展支援装置,麻痺した筋を制御する神経筋電気刺激デバイスを実現し,身体障碍を有する8名による臨床評価により有用性を示した

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of myoelectric hand that determines hand posture and estimates grip force simultaneously2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamanoi, Soichiro Morishita, Ryu Kato and Hiroshi Yokoi
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: Vol.38 ページ: 312-321

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2017.06.019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エラストマーゲルを用いた筋電義手のための装飾手袋の開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢吹佳子,棚橋一将,星川英,中村達弘,姜銀来,加藤龍,横井浩史
    • 雑誌名

      日本義肢装具学会誌

      巻: 32 ページ: 177-185

    • NAID

      130005773855

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 基本把持機能を有する簡易型筋電義手の開発と評価2015

    • 著者名/発表者名
      星川英,迫田辰太郎,山野井佑介,加藤龍,森下壮一郎,中村達弘,關達也,姜銀来,横井浩史
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 27 号: 6 ページ: 885-897

    • DOI

      10.3156/jsoft.27.885

    • NAID

      130005117053

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 時系列情報を用いた筋電パターン識別精度向上フィルタの提案2015

    • 著者名/発表者名
      粕谷昌宏,加藤龍,横井浩史
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 53 号: 4 ページ: 217-224

    • DOI

      10.11239/jsmbe.53.217

    • NAID

      130005130429

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Closed-Loop Control of a Neuroprosthetic Hand by Magnetoencephalographic Signals2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuma R, Yanagisawa T, Yorifuji S, Kato R, Yokoi H, Hirata M, Saitoh Y, Kishima H, Kamitani Y, Yoshimine T
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 号: 7 ページ: e0131547-e0131547

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0131547

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Control Method for Myoelectric Hand using Convolutional Neural Network to Simplify Learning of EMG Signals2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamanoi, Ryu Kato
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems(CBS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time cortical adaptation monitoring system for prosthetic rehabilitation based on functional near-infrared spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Mizuochi, Yoshiko Yabuki, Yasuhiro Mouri, Shunta Togo, Soichiro Morishita,Yinlai Jiang,Ryu Kato and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems(CBS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Myoelectric Prosthesis Simulator using Augmented Reality2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nishino, Yusuke Yamanoi, Yoshiaki Sakuma and Ryu Kato
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an upper limb neuroprosthesis to voluntarily control elbow and hand2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Ogiri, Yusuke Yamanoi, Wataru Nishino, Ryu Kato, Takehiko Takagi and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      26th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Easily Wearable Assistive Device with Elastic Exoskeleton for Paralyzed Hand2017

    • 著者名/発表者名
      Josuke Kawashimo, Yusuke Yamanoi and Ryu Kato
    • 学会等名
      26th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Convolution Neural Networkを用いた再学習不要な筋電義手の制御手法2017

    • 著者名/発表者名
      山野井佑介, 加藤龍
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第23回創発システム・シンポジウム「創発夏の学校」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トーションバネによるブレーキ機構を用いた 関節ロック型筋電義手2017

    • 著者名/発表者名
      阿久津祐樹, 加藤龍
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 距離画像センサによる上肢の姿勢推定手法を用いたAR筋電義手シミュレータの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤駿紀,西野亘,加藤龍
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 上腕切断患者に対するTargeted Muscle Reinnervation ─神経の選定と再支配、より効率的な多自由度筋電義手操作のために─2017

    • 著者名/発表者名
      高木岳彦,児玉三彦,加藤龍,山野井佑介,西野亘,大桐洋亮,横井浩史,高山真一郎,正門由久,渡辺雅彦
    • 学会等名
      第28回日本抹消神経学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 失われた多くの上肢機能を再建する筋電義手の研究開発とその実用化に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      加藤龍
    • 学会等名
      平成28年度医療ICTシンポジウム(SMICT2017)
    • 発表場所
      横浜 横浜ラポール
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of five-finger robotic hand using master-slave control for hand-assisted laparoscopic surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Koki Yoshida, Hiroshi Yamada, Ryu Kato, Hiroshi Yokoi and Masaya Mukai
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bran-muscle Interface: controlling a prosthetic hand2016

    • 著者名/発表者名
      Ryu Kato
    • 学会等名
      XXI ISEK CONGRESS(International Society of Electrophysiology and Kinesiology)
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The cortical adaptation monitoring system for leg press machine with FES induced biofeedback2016

    • 著者名/発表者名
      Misato Kasuya, Mai Nozakura, Soichiro Morishita, Yinlai Jiang, Masao Sugi, Hiroshi Yokoi, Ryu Kato
    • 学会等名
      XXI ISEK CONGRESS(International Society of Electrophysiology and Kinesiology)
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of new Cosmetic Gloves for Myoelectric Prosthetic Hand by using Thermoplastic Styrene Elastomer2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiko Yabuki, Kazumasa Tanahashi, Suguru Hoshikawa, Tatsuhiro Nakamura, Ryu Kato, Yinkai Jiang and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of a Cognitive Strain on Hand Grasping Induced by Sensory Feedback for Myoelectric Hand2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Yamada, Yusuke Yamanoi, Ko Wakita and Ryu Kato
    • 学会等名
      International Conference of Robotics and Automation 2016
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2016-05-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ワイヤ牽引による関節剛性可変機構を有する筋電義手用ロボットハンドの開発2016

    • 著者名/発表者名
      阿久津祐樹, 加藤龍
    • 学会等名
      2016年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 拡張現実感を用いた筋電義手シミュレータの開発2016

    • 著者名/発表者名
      西野亘,山野井佑介,佐久間良顕,加藤龍
    • 学会等名
      第21回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      茨城 つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 用手補助腹腔鏡下手術のための前腕装着型5 指ロボットハンド・アームの開発2016

    • 著者名/発表者名
      吉田宏輝, 山田洋, 加藤龍, 横井浩史, 向井正哉
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形 山形大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 母指姿勢の制御を可能とする表面電気刺激手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      横河佑一,山田洋,山野井佑介,加藤龍
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形 山形大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 肘と手指を同時制御可能な生体信号制御型電動義手の開発-身体負担が小さく日常生活動作が可能な上肢電動義手の製作-2016

    • 著者名/発表者名
      大桐洋亮, 山野井佑介, 山田洋, 西野亘, 加藤龍, 矢吹佳子, 横井浩史
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形 山形大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 麻痺手への簡易装着可能な手指運動支援装置の開発2016

    • 著者名/発表者名
      川下丈佑, 山野井佑介, 加藤龍
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形 山形大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 床振動音を用いた独居高齢者の転倒因子予測に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      佐久間良顕, 山野井佑介, 加藤龍, 山村修
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      宮城 東北大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 筋電義手の触覚フィードバック方法が把持に関する認知的負担に与える影響の調査2015

    • 著者名/発表者名
      山田洋, 鈴木大輝, 山野井佑介, 脇田航, 加藤龍
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Bilateral Trainingを利用した表面筋電位からの把持姿勢識別及び把持力推定手法2015

    • 著者名/発表者名
      山野井佑介, 森下壮一郎, 加藤龍, 横井浩史
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多自由度筋電義手のための眼電信号による把持速度制御法2015

    • 著者名/発表者名
      脇田航, 山田洋, 鈴木大輝, 山野井佑介, 加藤龍
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 用手補助腹腔鏡下手術のための5指型ロボットハンド・アームを用いた手術支援システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      吉田宏輝,關達也,横井浩史,加藤龍,向井正哉
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 基本的なADLsを実現させる2自由度筋電義手の構造設計2015

    • 著者名/発表者名
      星川英, 加藤龍, 中村達弘, 關達也, 姜銀来, 横井浩史
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2015)
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Structure Design for a Two-DoF Myoelectric Prosthetic Hand to Realize Basic Hand Functions in ADLs2015

    • 著者名/発表者名
      Suguru Hoshikawa, Yinlai Jiang, Ryu Kato, Soichiro Morishita, Tatsuhiro Nakamura, Yoshiko Yabuki, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC15)
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective Linear-Regression Model for Hand Posture Discrimination and Grip Force Estimation using Surface Electromyogram Signals2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yamanoi, Soichiro Morishita, Ryu Kato, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC15)
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis and Optimization of Novel Post-processing Method for Myoelectric Pattern Recognition2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kasuya, Ryu Kato, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      International Conference on Rehabilitation Robotics(ICORR)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-08-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grasping-posture classification using myoelectric signal on hand pre-shaping for natural control of myoelectric hand2015

    • 著者名/発表者名
      Daiki Suzuki, Yusuke Yamanoi, Hiroshi Yamada, Ko Wakita, Ryu Kato, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Technologies for Practical Robot Applications (TePRA2015)
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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