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機械刺激を用いて人の動作補正を行う認知アシストに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04305
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 知能機械学・機械システム
研究機関九州大学

研究代表者

木口 量夫  九州大学, 工学研究院, 教授 (90269548)

研究分担者 荒田 純平  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40377586)
研究協力者 本田 功輝  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード知能機械学 / 人間工学 / ロボット工学 / 認知アシスト / 動作補正 / 振動刺激 / 知能機械
研究成果の概要

本研究により,人の肘や膝関節等の動作中の筋肉に加える振動刺激の条件を変えるとそれに伴う動作変更量も変化することが分かり,日常生活動作に対する動作変化も確認した.また,肘関節動作において筋肉に与える機械的振動刺激の周波数を制御することにより動作変更量を調整し,人の動作を本人の動作意思とは異なる予め設定した動作に変更することに成功した.これにより,人の動作を自動的に補正し,事故を未然に防ぐ認知アシストの実現可能性が高まった.
機械学習を用いることにより,事故につながる危険動作をリアルタイムで推定して補正する手法を提案した.また,人が他の人と動的な接触を持つ際の相互作用を推定する手法を提案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,筋力弱者の日常生活動作補助等を目的とした動作支援ロボット(パワーアシストロボット等)の研究が盛んである.しかし,動作支援を必要とする高齢者等の筋力弱者は,運動能力のみならず環境認知能力も衰え,外部刺激に対する反応時間も長くなるなど,動作支援のみでは対応できない問題が多いため,危険な動作を自動的に安全な動作に補正する認知アシストの研究が進めていた.本研究により,動作中の人の筋肉に加える機械的振動刺激を調整することにより動作を変更することが可能となり,環境認知機能の衰えた人の動作を自動的に補正し,事故を未然に防ぐ認知アシストの実現可能性が高まった.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Study of Motion Change during Lower-limb Knee Joint Extension Motion Induced by Vibration Stimulation for Perception-Assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics

      巻: ー ページ: 957-962

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study on the Motion Change under Loaded Condition Induced by Vibration Stimulation for Perception-Assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics

      巻: ー ページ: 3089-3094

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accident Prediction Based on Motion Data for Perception-Assist with a Power-Assist Robot2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kiguchi, Ryosuke Matsuo
    • 雑誌名

      Proceedings of 2017 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence

      巻: ー ページ: 2036-2040

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study on the Effect of Vibration Stimulation during Continuous Knee Joint Flexion/Extension Motion for Lower-limb Perception-assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th International Conference on Control, Automation, and Systems

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 複数筋肉に対する振動刺激による膝関節動作変更時の振動刺激パラメータ影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門(IIP 部門)講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The Motion Change of Forearm Pronation/Supination with Vibration Stimulation for Upper-limb Perception-Assist2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      World Automation Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Dual Vibration Stimulation to Biceps Brachii on Elbow Joint Extension Motion Change for Upper-limb Perception-Assist2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      40th Annual International Conference on the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Frequency in Vibration Stimulation for Human Elbow Extension Motion Change: A Fundamental Study for Upper-limb Perception-Assist2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Real-Time Detection of Interacting Motion Intention for Perception-Assist with an Upper-Limb Wearable Power-Assist Robot2018

    • 著者名/発表者名
      K.G. Manosha Chathuramali, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Human Elbow Joint Motion Change Induced by Reflex with Vibration Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      29th International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Vibration Stimulation on a Biarticular Muscle for Elbow Joint Motion Change during Elbow/Shoulder Joint Extension Motion: A Study for the Upper-limb Perception-Assist2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robotic Technology to Assist Human Activities of Daily Living2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      IEEE Region 10 Humanitarian Technology Conf. 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人肘伸展動作変更に与える振動刺激パラメータの影響に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第30回日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激パラメータ変更による肘関節伸展動作補正に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 前腕・肘関節2自由度拮抗筋への振動刺激印加による動作変更2018

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激による人肘動作変更時の主動筋・拮抗筋活動量の評価2018

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第39回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激を用いた人肘伸展動作変更における肘関節伸展開始角度の影響評価2018

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Study of Motion Change during Lower-limb Knee Joint Extension Motion Induced by Vibration Stimulation for Perception-Assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on the Motion Change under Loaded Condition Induced by Vibration Stimulation for Perception-Assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accident Prediction Based on Motion Data for Perception-Assist with a Power-Assist Robot2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kiguchi, Ryosuke Matsuo
    • 学会等名
      IEEE Symposium Series on Computational Intelligence
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on the Effect of Vibration Stimulation during Continuous Knee Joint Flexion/Extension Motion for Lower-limb Perception-assist2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      17th International Conference on Control, Automation, and Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膝関節屈曲・伸展運動時の大腿二頭筋・半腱様筋への振動刺激による動作変更に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 膝関節伸展動作変更のための振動刺激の位相の影響に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 人肘伸展動作変更に対する振動刺激パラメータの影響評価"2017

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Study on the Motion Change under Loaded Condition Induced by Vibration Stimulation on Biceps Brachii2017

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Cybernetics & Informatics
    • 発表場所
      Geneve, Switzerland
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 振動刺激を用いた荷重条件下における動作変更に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 情報・知能・精密機器部門(IIP 部門)講演会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Fundamental Study on the Effect of Vibration Stimulation on Triceps Brachii during Elbow Flexion motion for Perception-Assist2016

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      The 2016 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (From Micro & Nano Scale Systems to Robotics & Mechatronics Systems)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A fundamental study on the effect of vibration stimulation for motion modification in perception-assist2016

    • 著者名/発表者名
      Koki Honda, Kazuo Kiguchi
    • 学会等名
      The 2016 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 上腕三頭筋に対する振動刺激を用いた肘関節屈曲・伸展運動時の動作変更に関する基礎研究2016

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会 学術講演会
    • 発表場所
      山形大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 振動刺激を用いた認知アシスト時の動作補正に関する基礎研究2016

    • 著者名/発表者名
      本田功輝,木口量夫
    • 学会等名
      日本機械学会 2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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