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数理的手法により生成された膜面皮膚センサを用いた上腕欠損者用電動義手の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01380
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関湘南工科大学

研究代表者

森 貴彦  湘南工科大学, 工学部, 准教授 (20332025)

研究分担者 岩瀬 将美  東京電機大学, 未来科学部, 教授 (50339074)
渡邉 尚彦  岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50550034)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード生体医工学 / 生体情報・計測 / 皮膚センサ / 電動義手 / 形状変形 / 機械学習 / 人間医工学 / 計測工学 / 制御工学 / 生体材料 / リハビリテーション
研究成果の概要

全体を通じて,極微小なひずみ信号から安定的な電圧値を出すための高感度調整技術の確立,多点同時計測の実現とそれを処理可能な回路の試作,柔軟変形物に貼付できるひずみセンサと評価用冶具システムの試作,計測データの可視化と機械学習を行った.
その過程で皮膚センサはその伸長方向または縮小方向に依存した電圧変化経路を辿るヒステリシスを持つことを発見した.また,皮膚センサ信号に基づく形状変形の可視化を行い,機械学習を行うための定量的な入力情報を付与できることを示した.さらに,複数の皮膚センサ信号に基づいた機械学習を行った結果,複数の皮膚センサ信号を同時に用いた義手の操作が可能であることが示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

センサ形成技術の基礎ができると共に皮膚変形量を視覚的に捉えることができるようになる.皮膚・骨・皮下組織が複雑に集まっている肩関節の皮膚変形を計測できれば,人体の他部位への転用や皮膚に様々な特徴を持つ患者に対する適用が可能になる.

報告書

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

    (5件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 機械学習を取り組んだ皮膚変形の計測法2019

    • 著者名/発表者名
      関口 賢,森貴彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会回路とシステム研究会(CAS)(2019.7.31発表予定)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 皮膚センシング技術を用いた電動義手の定量評価2018

    • 著者名/発表者名
      森貴彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018,1P2-C02
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ディジタルポテンショメータを用いた皮膚センシング回路の増幅率キャリブレーション2018

    • 著者名/発表者名
      関口 賢,森貴彦
    • 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論文集,1A3-13
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電動義手への応用を目的とした可撓性を有するセンサによる皮膚変形計測回路について2017

    • 著者名/発表者名
      森貴彦,河東田秀俊,田中優弥
    • 学会等名
      電子情報通信学会回路とシステム研究会
    • 発表場所
      東京都機械振興会館
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動義手への応用を目的とした可撓性を有するセンサによる皮膚変形計測技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      河東田秀俊,森貴彦,田中優弥
    • 学会等名
      第17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SI2016
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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