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福祉機器制御のための生体順応型sEMG計測法

研究課題

研究課題/領域番号 16K01539
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 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

姜 銀来  電気通信大学, 脳・医工学研究センター, 准教授 (70508340)

研究分担者 横井 浩史  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90271634)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード筋電計測 / 筋電義手 / 導電性シリコン / 生体インピーダンス / 筋電センサ / 積層型 / 導電性高分子 / 表面筋電図 / 筋電電極 / ユーザインターフェース / 生体電気計測 / 生活支援
研究成果の概要

sEMG(Surface Electromyography, 表面筋電図)は皮膚表面に付けた電極で計測した筋肉の活動電位の複合である.行動意図を反映しているため,福祉機器の制御信号として研究されている.本研究は,実用性の高いsEMGの計測と解析法を開発するために,電極と計測法と多チャンネルsEMGの選択法との3つの課題に取り組んだ.まず,導電性高分子材料と導電性シリコーンゴムを用いて,柔軟で装着し易い乾式電極を開発した.次に,計測法の開発では,生体電気特性とsEMGの質との関係を明らかにした.最後に,多チャンネルの筋電計測システムを開発し,健常者と切断者の実験により有用性が検証された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義:本研究で開発した筋電電極および筋電の計測回路は,ヒトの生体電気特性を考慮し,その特性にある程度適応できるようになっている.電極と回路開発の方法論は,筋電計測はもとより,脳波,眼電,など他の生体電気計測にも適用できる.
社会的意義:本研究の筋電電極と計測法は,障がい者にとって従来の物より使用し易い.また,個人特性を考慮したため汎用性も高い.筋電義手などの福祉機器を制御し易くなに,障がい者の自立生活の向上に役に立てる.

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

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3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 (14件) (うち国際学会 11件) 図書 (2件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 北京理工大学/瀋陽工業大学/中国科学院シンセン先進技術研究院(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 北京理工大学/上海交通大学/瀋陽工業大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 握力把握・精密把握における安定把持のための筋電義手用関節屈伸機構の開発2019

    • 著者名/発表者名
      Tani Naoyuki、Jiang Yinlai、Togo Shunta、Yokoi Hiroshi
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 37 号: 2 ページ: 168-178

    • DOI

      10.7210/jrsj.37.168

    • NAID

      130007616765

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a parent wireless assistive interface for myoelectric prosthetic hands for children2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Hiyoshi, Yuta Murai, Yoshiko Yabuki, Kenichi Takahana, Soichiro Morishita, Yinlai Jiang, Shunta Togo, Shinichiro Takayama, Hiroshi Yokoi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurorobotics

      巻: Vol.12, No.48 ページ: 00048-00048

    • DOI

      10.3389/fnbot.2018.00048

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] One-Channel Surface EMG Decomposition for Force Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Wentao Sun, Jinying Zhu, Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi, Qiang Huang
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurorobotics

      巻: 12 ページ: 20-20

    • DOI

      10.3389/fnbot.2018.00020

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-Series Data Analysis Using Sliding Window Based SVD for Motion Evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Yinlai Jiang, Isao Hayashi, Shuoyu Wang, Kenji Ishida
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 21 号: 7 ページ: 1240-1250

    • DOI

      10.20965/jaciii.2017.p1240

    • NAID

      130007520173

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2017-11-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] sEMG Sensor Using Polypyrrole-coated Nonwoven Fabric Sheet for Practical Control of Prosthetic Hand2017

    • 著者名/発表者名
      Yinlai Jiang, Masami Togane, Baoliang Lu, Hiroshi Yokoi,
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 11:33

    • DOI

      10.3389/fnins.2017.00033

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of Soft Impedance Balancer for EMG Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Yuankang Shi, Shunta Togo, Yinlai Jiang, and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      The 2019 IEEE International Conference on Real-time Computing and Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Myoelectric Prosthetic Hand Control System Using Mobile Terminal2018

    • 著者名/発表者名
      Takuma Harada, Shunta Togo, Yinlai Jiang, and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Automatic Tuning of Tendon-driven Mechanisms: Vibration based Detection of Tendon Tension2018

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shimizu, Wenyang Li, Peng Chen, Yinlai Jiang, Shunta Togo, and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure Design of a Tendon-driven Robotic Arm Considering Safety and Durability2018

    • 著者名/発表者名
      Wenyang Li, Peng Chen, Yinlai Jiang, Dianchun Bai, Shunta Togo, and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EMG Classification by Using Swarm Intelligence for Myoelectric Prosthetic Hand2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kuroda, Shunta Togo, Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Safety Control for Robotic Arm in Narrow Space Based on Distance Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      Peng Chen, Wenyang Li, Yinlai Jiang, Dianchun Bai, Xiaoxiao Zhu, Shunta Togo, and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a 2 Motor 2 Degrees-of-Freedom Coupled Tendon-driven Joint Module2018

    • 著者名/発表者名
      Wenyang Li, Peng Chen, Dianchun Bai, Xiaoxiao Zhu, Shunta Togo, Hiroshi Yokoi, and Yinlai Jiang
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Tendon Driven Under-Actuated Mechanism Applied in an EMG Prosthetic Hand with Three Major Grasps for Daily Life2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaobei Jing, Xu Yong, Tian Lan, Guanglin Li, Shunta Togo, Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an intuitive operation type shoulder prosthesis hand system using the surface myoelectric potential of trunk2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Kimizuka, Yutaro Hiyoshi, Hesong Ye, Shunta Togo, Youhei Tanaka Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on 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] Conductive Silicon Based sEMG Sensor for Myoelectric Control of Prosthetic Hands: Structure Design and Evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Yinlai Jiang, Yuta Murai, Taihei Kuwahara, Shunta Togo, Yoshiko Yabuki, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      The 2017 IEEE International Conference on Real-time Computing and Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Designs of Tailor-Made Myoelectric Prosthetic Hand for Trans-Metacarpal Amputations with Remaining Fingers and Joint Moving Functions2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murai, Yoshiko Yabuki, Masahiro Ishihara, Takehiko Takagi, Shinichiro Takayama, Shunta Togo, Jiang Yinlai, Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両肩離断者のための表面筋電位を用いた電動肩義手の開発2017

    • 著者名/発表者名
      君塚進,日吉祐太郎,東郷俊太,田中洋平,姜銀来,横井浩史
    • 学会等名
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 導電性高分子を用いた感覚フィードバックシステムに関する基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      毛利保寛,矢吹佳子,東郷俊太,姜銀来,横井浩史
    • 学会等名
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点計測手法を用いた肩周りの筋群における独立筋活動パターンの解析2016

    • 著者名/発表者名
      君塚進, 叶鶴松, 日吉祐太郎, 谷直行, 馮翔, 田中洋平, 森下壮一郎, 東郷俊太, 姜銀来, 横井浩史
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] オーグメンテッド・ヒューマン2018

    • 著者名/発表者名
      横井 浩史,矢吹 佳子,東郷 俊太,姜 銀来,加藤 龍,杉 正夫
    • 総ページ数
      400
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435158
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] A highly usable and customizable sEMG sensor for prosthetic limb control using polypyrrole-coated nonwoven fabric sheet, In Canjun Yang,G. S. Virk, and Huayong Yang Eds. Wearable Sensors and Robots2016

    • 著者名/発表者名
      Yinlai Jiang, Shintaro Sakoda, Masami Togane, Soichiro Morishita, Baoliang Lu, Hiroshi Yokoi
    • 出版者
      Springer Singapore
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 横井・姜・東郷研究室

    • URL

      http://www.hi.mce.uec.ac.jp/yklab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 横井・姜・東郷研究室ホームページ

    • URL

      http://www.hi.mce.uec.ac.jp/yklab/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 信号測定装置,及び信号測定方法2017

    • 発明者名
      横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太
    • 権利者名
      国立大学法人電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-02-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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