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重度ALS患者介護用ロボット制御のための曖昧な意図の認識法

研究課題

研究課題/領域番号 16K12503
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 知能ロボティクス
研究機関高知工科大学

研究代表者

王 碩玉  高知工科大学, システム工学群, 教授 (90250951)

研究分担者 石田 健司  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (10274367)
永野 靖典  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (30380372)
姜 銀来  電気通信大学, 脳・医工学研究センター, 准教授 (70508340)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード介護ロボット / 寝たきり障碍者 / 曖昧な概念 / 分解能 / 距離型図形推論法 / NIRS / 生活支援ロボット / 意思疎通 / 空間的分解能 / BCI / BMI / 距離型ファジィ推論法 / 安全制御法 / 寝たきり障がい者 / BCI / Fuzzy_BCI / NIRS / 距離型ファジィ推論 / 知能ロボット / 曖昧な意図の認識 / 介護用ロボット / ALS患者
研究成果の概要

言語や文字では意図を表現できない、寝たきり障害者を介護するロボットの実現を目指して、身体や頭部の拘束もない且つ低侵襲の脳測定装置を用いて、“冷たい水が飲みたい”や“熱いからエアコンの温度設定を下げて”などのような曖昧な意図をも認識するためのFuzzy_BCI の開発を行った。具体的には生理的な曖昧な概念に対して、体性感覚野と体性感覚聨合野を測定し、室温変化とヘモグロビン濃度変化との関連性を発見した。また、局所的温度感覚と心の動きとの関係については、一次運動野や体性感覚野に近い前頭葉の計測結果と、POMS2テスト結果を比較して、有益な結果を得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

言語や文字では意図を表現できない、寝たきり障害者を介護するロボットの実現を目指して、身体や頭部の拘束もない且つ低侵襲の脳測定装置を用いて、“冷たい水が飲みたい”や“熱いからエアコンの温度設定を下げて”などのような曖昧な意図をも認識するためのFuzzy_BCI の開発を行った。具体的には生理的な曖昧な概念に対して、体性感覚野と体性感覚聨合野を測定し、室温変化とヘモグロビン濃度変化との関連性を発見した。また、局所的温度感覚と心の動きとの関係については、一次運動野や体性感覚野に近い前頭葉の計測結果と、POMS2テスト結果を比較した。これらの知見は寝たきり障害者を介護するロボットを実現する基礎になる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Desire-Driven Reasoning for Personal Care Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Guang Yang, Shuoyu Wang, Junyou yang
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 75203-75212

    • DOI

      10.1109/access.2019.2921112

    • 関連する報告書
      2019 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] Context-aware Local Planning for Personal Care Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Guang Yang, Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Innovative Computing, Information and Control

      巻: 15 ページ: 2385-2392

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 生活支援ロボットによる飲料を注ぐための持った物の質量の推定方法2019

    • 著者名/発表者名
      三木 和之, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会SI講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳活動情報を使用した温度を持つセラピーロボットのセラピー効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮尾 怜佳 ,王 碩玉,瀋 博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 画像情報を用いた生活支援ロボットへの生活欲求の意思伝達方法2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 春陽, 王 碩玉, 瀋 博, 楊 光
    • 学会等名
      第32回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 生活支援ロボットの運動制御2019

    • 著者名/発表者名
      楊 光, 王 碩玉, 楊 俊友
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳活動情報を使用した温度を持つセラピーロボットのセラピー効果の検討,2019

    • 著者名/発表者名
      宮尾 怜佳 ,王 碩玉,瀋 博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集,若手優秀講演フェロー賞を受賞
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] セラピーロボットにおけるfNIRS測定結果と気分状態確認を踏まえた被験者別の脳血流量の比較2018

    • 著者名/発表者名
      宮尾 怜佳, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Safety Control for Robotic Arm in Narrow Space Based on Distance Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      [2]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 実施状況報告書
    • 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
      [1]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 実施状況報告書
    • 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
      [5]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 実施状況報告書
    • 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
      [6]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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feature Extraction Method for Directional Intent Recognition Using Brain Activity Information2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ohtani, Bo Shen, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th International Symposium on Frontier Technology(ISFT 2017),
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation of fNIRS brain activity signals to changes in room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Kurogi, Bo Shen, shuoyu Wang
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th International Symposium on Frontier Technology(ISFT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] the effect of a therapy robot with warmth in different temperature conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Reika Miyao, Bo Shen, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Frontier Technology(ISFT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 室温変化が脳活動に与える影響について2017

    • 著者名/発表者名
      黒木慎,王碩玉, 瀋博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行想起時の脳活動を使用した方向意図同定に向けた特徴抽出法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      谷 祐貴,王碩玉,瀋博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 6触圧覚に伴う脳活動の計測~介護ロボットの安全性向上を目指して~2016

    • 著者名/発表者名
      橋本 祥良,王碩玉,王義娜,榎勇人
    • 学会等名
      第29 回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳活動情報を用いた室温調整法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      黒木慎,王碩玉,王義娜
    • 学会等名
      第29 回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 温もりのあるセラピーロボットが与える脳活動の特徴抽出2016

    • 著者名/発表者名
      宮尾怜佳,王碩玉,王義娜
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会ソフトロボティクス研究会第14回ポトラック&ワークショップ
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能的近赤外線分光法による方向意図同定法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      大谷祐貴,王碩玉,瀋博
    • 学会等名
      第21回知能メカトロニクスワークショップ
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2016-08-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 高知工科大学 知能ロボティクス研究室

    • URL

      http://www.lab.kochi-tech.ac.jp/robotics/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-03-23  

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