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肩義手使用者の実時間両手協調を実現する自律度調整型制御インタフェースの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02129
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
研究機関千葉大学

研究代表者

兪 文偉  千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312390)

研究分担者 並木 明夫  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40376611)
関根 雅  千葉大学, フロンティア医工学センター, 技術専門職員 (70769182)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード生体機能代行 福祉用具 / 支援機器 / 生体機能代行 / 福祉用具・支援機器 / 福祉用具
研究成果の概要

使用者の生体信号をもとに、上肢高位切断者の機能代行のための電動義手(肩義手)が健常肢を追従する従来の協調方法では、精確な追随ができても、時間遅れが避けられない。本研究は、肩義手の使用者の両手協調における意図を推定し、その意図が確定できたタイミングで、動作にあった自律度で協調動作を実行する自律モードに切り替えることで両手間の時間ずれを最小化にし、使用者の制御努力を最小限にする肩義手システムを開発し、検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、肩義手とその使用者の健常肢との実時間両手協調を実現するための非侵襲的インタフェースを構築することによって、肩義手システムを日常生活で使える機能補助機器にすることを目指すものである。
実時間性は、使用者と補助機器間の一体感の最終的達成に重要であり、不可欠な特徴となる。肩義手は運動・感覚代行における極端なケースであるため、本研究のアプローチや本研究で得られるインタフェース関連の知見は他の機能部位の機能補助にも適用可能である。よって、本研究は、運動機能補助インタフェースにおける大きな課題への挑戦、突破により、福祉・リハビリテーション分野に寄与するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 16件、 招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] SUTD(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The essential needs for home-care robots in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Tsujimura Mayuko、Ide Hiroo、Yu Wenwei、Kodate Naonori、Ishimaru Mina、Shimamura Atsuko、Suwa Sayuri
    • 雑誌名

      Journal of Enabling Technologies

      巻: 14 号: 4 ページ: 201-220

    • DOI

      10.1108/jet-03-2020-0008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced Kapandji Test Evaluation of a Soft Robotic Thumb Rehabilitation Device by Developing a Fiber-reinforced Elastomer Actuator Based 5-Digit Assist System2019

    • 著者名/発表者名
      Kouki Shiota, Tapio V. J. Tarvainen, Masashi Sekine, Kahori Kita, Shao Ying Huang, Wenwei Yu
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 111 ページ: 20-30

    • 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] New Layouts of Fiber Reinforcements to Enable Full Finger Motion Assist with Pneumatic Multi-Chamber Elastomer Actuators2018

    • 著者名/発表者名
      Tapio Tarvainen, Jacobo Fernandez, Wenwei Yu,
    • 雑誌名

      Actuators

      巻: 7, 2 号: 2 ページ: 31-31

    • DOI

      10.3390/act7020031

    • 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] Investigating the Effect of a Mechanism Combined with a Speed-Increasing Gear and a Pneumatic Artificial Muscle2018

    • 著者名/発表者名
      Masashi Sekine, Ryohei Kokubun and Wenwei Yu
    • 雑誌名

      Actuators

      巻: 7, 2 号: 2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3390/act7020022

    • 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] Pneumatic Multi-Pocket Elastomer Actuators for Metacarpophalangeal Joint Flexion and Abduction-Adduction2017

    • 著者名/発表者名
      Tarvainen Tapio、Yu Wenwei
    • 雑誌名

      Actuators

      巻: 6 号: 3 ページ: 27-27

    • DOI

      10.3390/act6030027

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Using Virtual Reality and Virtual Avatar on Hand Motion Reconstruction Accuracy and Brain Activity2017

    • 著者名/発表者名
      1.Jacobo Fernandez-Vargas, Tapio V. J. Tarvainen, Kahori Kita and Wenwei Yu
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 5 ページ: 23736-23750

    • DOI

      10.1109/access.2017.2766174

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] 福祉、健康を支援する人間指向型機器システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      兪 文偉、関根雅
    • 雑誌名

      日本生理人類学会誌

      巻: 22/4 ページ: 193-200

    • NAID

      130006267702

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Sensing Technology for Dementia Care Support2021

    • 著者名/発表者名
      Wenwei Yu
    • 学会等名
      , Virtual International Week at SeAMK in February 2021 Seinajoki, 15 -16 February 2021 (on-line)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trends of Rehabilitation Medical Engineering Research in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Wenwei Yu
    • 学会等名
      2020 Academic Forum of the Institute of Medical Robotics, Shanghai, Dec. 14-16
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] EM Technology for Healthcare & Rehabilitation Applications2020

    • 著者名/発表者名
      Wenwei Yu
    • 学会等名
      , General Assembly and Scientific Symposium (GASS) of the International Union of Radio Science 2020, Rome, Italy, 29 August -September 2020 (Hybrid)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Developing a hybrid soft mechanism for assisting individualized flexion and extension of finger joints2020

    • 著者名/発表者名
      Shota Kokubu and Wenwei Yu
    • 学会等名
      , 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), DOI: 10.1109/EMBC44109.2020.9176061 , 20-24 July 2020, Montreal, QC, Canada (On-line)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation Validation of Fiber-reinforcement for Soft Fluidic Actuators2018

    • 著者名/発表者名
      Xin-Yao Guo, Yu Yoshida, Tapio Veli Juhani Tarvainen and Wenwei Yu
    • 学会等名
      the 8th International Symposium on InfoComm & Mechatronics Technology in Bio-Medical & Healthcare Applications (IS 3T-in-3A)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Texture Decoding for Sensory Feedback2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu Sakurada, Gowrishankar Ganesh, Wenwei Yu, and Kahori Kita
    • 学会等名
      the 8th International Symposium on InfoComm & Mechatronics Technology in Bio-Medical & Healthcare Applications (IS 3T-in-3A)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On estimation of targeted reaching positions from around-shoulder muscle activities for trans-humeral prosthesis users2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Muraguchi, Wenwei Yu
    • 学会等名
      the 8th International Symposium on InfoComm & Mechatronics Technology in Bio-Medical & Healthcare Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Soft Robot Gloves with Modularized Soft Actuators for Individualized Finger Flexion and Extension Rehabilitation2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Koubu, Tarvainen Tapio Veli and Wenwei Yu
    • 学会等名
      the 8th International Symposium on InfoComm & Mechatronics Technology in Bio-Medical & Healthcare Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] To Realize Bimanual Coordination for Trans-humeral Prosthesis Users in a Box-lifting Task with Various Box Configurations2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Muraguchi, Wenwei Yu
    • 学会等名
      The 2018 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems (CBS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] To Develop Home-based Hand Rehabilitation Robotic Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Wenwei YU
    • 学会等名
      the 4th International Congress on Advanced Rehabilitation Technology and Clinical Translation Research (RTR)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of hand function training system for home rehabilitation2018

    • 著者名/発表者名
      Wenwei YU
    • 学会等名
      RMT 2018 Smart Rehabilitation and 3D Printing Technology Medical Innovation and Application Summit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Accurate decoding of material textures using a finger mounted accelerometer2018

    • 著者名/発表者名
      Kuniharu Sakurada, Gowrishankar Ganesh, Wenwei Yu, and Kahori Kita
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing Soft-Actuators and Training Programs for Upper-limb Home Rehabilitation2017

    • 著者名/発表者名
      Wenwei Yu
    • 学会等名
      International Symposium on InfoComm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (3T-in-3A 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Grasping Identification for IADL Monitoring Using Depth Images Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Suzuki, Wenwei Yu
    • 学会等名
      International Symposium on InfoComm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (3T-in-3A 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Possibility of Using a Homecare Support Robot for Chest Compressions for Cardiopulmonary Resuscitation2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Tokutake, Wenwei Yu
    • 学会等名
      International Symposium on InfoComm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (3T-in-3A 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards a Non-Invasive System for Trans-humeral Amputee Motion Restoration2017

    • 著者名/発表者名
      Jacobo Fernandez-Vargas, Kahori Kita, Wenwei Yu
    • 学会等名
      7th Graz Brain-Computer Interface Conference 2017, From Vision to Reality
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pneumatic Multi-Pocket Elastomer Actuators for Metacarpophalangeal Joint Flexion2017

    • 著者名/発表者名
      Tapio V.J.Tarvainen, Wenwei YU
    • 学会等名
      The 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Workshop on Assistive Robotics: From the Natural to the Artificial and Back Again
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Prosthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Yohei Muraguchi, Wenwei Yu
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      9789535166542
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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