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深層筋肉の運動機能・感覚機能トレーニングのための運動知覚統合アシストシステム

研究課題

研究課題/領域番号 17H03195
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
研究機関北海道大学

研究代表者

田中 孝之  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (10282914)

研究分担者 島谷 康司  県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (00433384)
栗田 雄一  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80403591)
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
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード運動知覚アシスト / バイオフィードバック / 骨盤底筋トレーニング / 人間拡張 / アシスト技術 / 運動知覚 / ヒューマンインタフェース / 軽労化
研究成果の概要

運動知覚が困難な深層筋肉において運動と知覚との統合を支援することで,効率的に運動機能と感覚機能をトレーニングするためのウェアラブルアシストシステムを開発した.深層筋肉として骨盤底筋群(PFM)を扱った.PFMと腹横筋の筋シナジーを活用した間接的運動教示インタフェース技術および力触覚刺激によるウェアラブル運動知覚インタフェースを開発し,ウェアラブルシステムに実装した.また,個人の骨盤アライメントに応じたトレーニングプログラムを設計した.開発した運動知覚アシストシステムを用いたPFMトレーニングの被験者実験を実施し,その有効性を検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動知覚が困難なPFMの効果的トレーニングのための運動知覚アシストシステムを開発した.トレーニング対象筋肉と筋シナジー関係にある筋肉の活動を用いて間接的にバイオフィードバックトレーニングを実現した.また,個人の骨盤アライメントを反映させた筋骨格動力学モデルにより,効果的なトレーニング姿勢を推定する手法を構築した.本研究成果は,特に女性に多く見られる腹圧性尿失禁患者の治療法である膣挿入型筋電を用いたPFMトレーニングに代わる画期的かつ効率的なトレーニング方法として活用が期待される.

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

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件)

  • [雑誌論文] 個人適合した筋骨格モデルを用いた骨盤底筋強化のための最適姿勢導出2020

    • 著者名/発表者名
      若生知宏,田中孝之,島谷康司,栗田雄一,杉山好美
    • 雑誌名

      バイオメカニズム

      巻: 25 ページ: 113-124

    • NAID

      130008065573

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アクティブコルセットの動的締付力が関節剛性と腰部補助効果に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      YOSHIDA Michihiro、TANAKA Takayuki、KANEKO Yuto、TSUCHIYA Yoshio
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 11 ページ: 683-691

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.683

    • NAID

      130007748636

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Individualization of Musculoskeletal Model for Analyzing Pelvic Floor Muscles Activity Based on Gait Motion Features2018

    • 著者名/発表者名
      Wakaiki Tomohiro、Tanaka Takayuki、Shimatani Koji、Kurita Yuichi、Iida Tadayuki
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 号: 6 ページ: 991-1003

    • DOI

      10.20965/jrm.2018.p0991

    • NAID

      130007535809

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2018-12-20
    • 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] Biofeedback for Training Pelvic Floor Muscles with EMG Signals of Synergistic Muscles2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Hikaru、Tanaka Takayuki、Wakaiki Tomohiro、Shimatani Koji、Kurita Yuichi
    • 雑誌名

      Advances in Physical Ergonomics & Human Factors

      巻: N/A ページ: 403-410

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94484-5_42

    • ISBN
      9783319944838, 9783319944845
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Modeling the Joint Stiffness Change by Pelvic Tightening Based on Alignment of Lumbar and Pelvis2020

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Yoshida, Takayuki Tanaka, Yoshio Tsuchiya, Yuto Kaneko
    • 学会等名
      Advances in Intelligent Systems and Computing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coaching system of motion timing for a baseball batter using force stimulus2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Sakoda, Yuichi Kurita
    • 学会等名
      World Haptics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collaborative approach to medicine reduces anxiety in the wife of person with severe COPD2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sugihara, Koji Shimatani, Naohisa Hirata, Takahiro Taniyama, Miki Hirata, Tomoko Shimono, Midori Takagi, Yukari Syouda, Hiroko Takahashi, Masako Kido, Yasuji Tabe
    • 学会等名
      International Society of Physical and Rehabilitation Medicine World Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of posture on respiratory metabolism in women with simulated pregnancy using the pregnancy external-diagnosis prosthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Sugihara K, Shimatani K, Ikaruga Y, Kanbara S, Itabashi Y, Okita K, Shima K, Tabe Y, Tanaka T
    • 学会等名
      World Confederation for Physical Therapy CONGRESS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 個人適合した筋骨格モデルを用いた骨盤底筋強化のための最適姿勢導出2019

    • 著者名/発表者名
      若生知宏,田中孝之,島谷康司,栗田雄一,杉山好美
    • 学会等名
      第26回バイオメカニズムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 間接的骨盤底筋トレーニングのための筋シナジー解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木星斗,田中孝之,島谷康司,杉山好美
    • 学会等名
      第20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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アシスト技術のユニバーサルデザイン2019

    • 著者名/発表者名
      田中孝之
    • 学会等名
      第20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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 空気圧ゴム人工筋を用いた腰部運動アシストにおける支援力の時間遅れが運動主体感に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      栗田雄一,常安孝輔
    • 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] 筋の信号強度依存ノイズによる運動のばらつきを考慮したジェスチャ識別2019

    • 著者名/発表者名
      石橋侑也,栗田雄一
    • 学会等名
      第27回インタラクティブシステムとソフトウェアに関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 人工筋肉による力のアシスト・レジストを用いた主観的重さ感を変化させるハプティックスーツの開発2019

    • 著者名/発表者名
      岸下優介,栗田雄一
    • 学会等名
      第20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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 相乗筋のEMG信号を用いた骨盤底筋へのバイオフィードバックトレーニング2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 耀,田中孝之,若生知宏,島谷康司,栗田雄一
    • 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] CareTechを支える軽労化技術2018

    • 著者名/発表者名
      田中孝之
    • 学会等名
      平成30年度富山県ヘルスケア産業創出事業 ヘルスケア産業研究会キックオフセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A soft exoskeleton suit to reduce muscle fatigue with pneumatic artificial muscles2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Tsuneyasu, Ayumu Ohno, Yoshiyuki Fukuda, Kazunori Ogawa, Toshio Tsuji and Yuichi Kurita
    • 学会等名
      Augmented Human 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軽労化技術で創り出す軽労化社会2018

    • 著者名/発表者名
      田中孝之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Individualization of Musculoskeletal Model to Analyze Pelvic Floor Muscles Activity2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Wakaiki, Takayuki Tanaka, Koji Shimatani, Tadayuki Iida, Yoshio Tsuchiya, Kazuya Sugihara and Yoshimi Sugiyama
    • 学会等名
      Digital Human Modeling Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pelvic deformation estimation based on analyzing gait2017

    • 著者名/発表者名
      Wakaiki Tomohiro, Tanaka Takayuki, Shimatani Kouji and Tsuchiya Yoshio
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日常生活動作での個別筋力トレーニングのための骨盤筋骨格モデルの設計2017

    • 著者名/発表者名
      若生知宏,田中孝之,島谷康司,土谷圭央
    • 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] 空気圧ゴム人工筋を利用した作業支援スーツのアシスト力設計2017

    • 著者名/発表者名
      常安孝輔,大野歩,福田克幸,小川和徳,辻敏夫,栗田雄一
    • 学会等名
      第18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
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 腰部の負荷を軽減するスマートスーツの開発2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝之
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 人の生活と仕事を支えるロボット~ 軽労化アシスト技術開発から見る未来 ~2017

    • 著者名/発表者名
      田中孝之
    • 学会等名
      KRIクライアントコンファレンス&ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soft exoskeleton to augment sports activity and support healthcare2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kurita
    • 学会等名
      Italy-Japan Workshop 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] Design of Human Machine Interface based on Understanding of Human's Motor and Sensory Capacitys2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Kurita
    • 学会等名
      28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 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] 筋肉を着るスーツによるスポ体験の拡張2017

    • 著者名/発表者名
      栗田雄一
    • 学会等名
      繊維機械学会セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 力覚/触覚パワードスーツによる人の感覚運動機能の拡張とスポーツへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      栗田雄一
    • 学会等名
      システム制御情報学会セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 持続的な成長を促すための運動アシスト技術2017

    • 著者名/発表者名
      栗田雄一
    • 学会等名
      広島キワニスクラブ例会講演
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 身体性を考慮したヒューマンインタフェースの評価と設計への応用2017

    • 著者名/発表者名
      栗田雄一
    • 学会等名
      ImPACTプログラム合同ワークショップ ロボットイノベーションのためのヒューマン・インタフェース
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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