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身体動作の運動学習過程における学習進展の可視化技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K00477
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 学習支援システム
研究機関電気通信大学

研究代表者

内田 雅文  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00245341)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード身体動作 / ゆらぎ / 運動学習支援 / 反復的随意運動 / 運筆 / 歩行 / 計測工学 / 教育工学 / モニタリング / 人間生活環境 / リハビリテーション
研究成果の概要

本研究は、書写・運筆やスポーツ・ダンス、機器操作の習得過程において、刻々と変化する身体動作から学習の進展を可視化するための技術の開発を目的として実施された。同期タッピングによる従来研究の知見から身体動作の習熟過程を認知的制御系から身体的制御系への遷移の過程と定め研究は展開された。身体動作に関与する制御系の違いは、当該動作が反復的であればその運動の主たる周期に対して相応に遊離して捕捉される。前者の系が優位であれば白色ノイズ的にゆらぎ、後者が優勢になれば白色ノイズから相応に遊離してゆらぐ。本研究ではこのゆらぎの変化を利用して運動学習の進展状況を可視化する学習支援が検討された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動学習支援の従来研究には運動を構成する部分要素を分析する類が数多く、また感覚フィードバック技術等を用いた所望の身体動作との差分修正の試みも含め、身体動作それ自体の運動性能や目標からの齟齬を提示する類のパフォーマンスの可視化が大勢である。本研究では、所望の身体動作の習得過程における学習進展にフォーカスし、当該身体動作のゆらぎを介してパフォーマンスの実行に関与する運動制御系の変化を定量評価する点に学術的意義がある。また、本研究は日常生活上の課題(ペンタブレッド上の運筆、触刺激提示を伴うトレッドミル上での歩行、スマートフォン操作の運指動作)をフォーカスしている点において社会的意義を有する。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Evaluation of handwriting task difficulty based on detrended fluctuation analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Keisuke、Uchida Masafumi
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 26(2) 号: 2 ページ: 169-175

    • DOI

      10.1007/s10015-020-00672-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Control System Using Time‐State Control Form for Balloon Robot2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamae Hiroki、Hori Katsuki、Uchida Masafumi
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16 号: 3 ページ: 412-418

    • DOI

      10.1002/tee.23311

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of task difficulty based on fluctuation characteristics in writing task2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Tanaka, Ken Arai and Masafumi Uchida
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 25 ページ: 17-23

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time series analysis of body sway caused by several matrix-shaped tactile stimuli on body trunk2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Terada and Masafumi Uchida
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: Published online, Springer 号: 2 ページ: 270-277

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0472-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact measurement of eyeblink by using Doppler sensor2017

    • 著者名/発表者名
      Amir Maleki and Masafumi Uchida
    • 雑誌名

      Artif Life and Robotics, Springer

      巻: 23 号: 2 ページ: 279-285

    • DOI

      10.1007/s10015-017-0414-x

    • 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] Non-contact measurement of respiratory cycles using a microphone array2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Miwa and Masafumi Uchida
    • 雑誌名

      Artif Life and Robotics, Springer

      巻: 23 号: 2 ページ: 255-260

    • DOI

      10.1007/s10015-017-0413-y

    • 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
  • [学会発表] Trajectory Generation for Balloon Robot by Using Time-State Control Form Extended to Three Dimensions Space2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kataoka and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The Twenty-Sixth International Symposium on Artificial Life and Robotics 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Handwriting Task Difficulty Based on Detrended Fluctuation Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Tanaka and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 25th 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluctuation Analysis of Repetitive Writing Motion by Using DFA2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Uchida
    • 学会等名
      25th International Conference on Noise and Fluctuations (ICNF 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触刺激の運筆動作に及ぼす影響に関する動態計測2019

    • 著者名/発表者名
      出納優、内田雅文
    • 学会等名
      電気学会・計測/知覚情報合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of task difficulty based on fluctuation characteristics in writing task2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Tanaka, Ken Arai, and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 24th 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Fish type Balloon Robot using time-state control form2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Miyamae and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 24th 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運筆動作におけるゆらぎに関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      新井健、熊谷亮、内田雅文
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 触刺激の歩容へ及ぼす影響に関する実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      栗原勇樹、小牧絢航、内田雅文
    • 学会等名
      IEEE主催2018年度第2回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ryo Kumagai and Masafumi Uchida2018

    • 著者名/発表者名
      Fluctuation Analysis of Synchronous Repetitive Handwriting
    • 学会等名
      8th International Conference on Unsolved Problems on Noise (UPoN 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time Series Analysis of Body Sway Caused by Several Matrix-shaped Tactile Stimuli on Body Trunk2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Terada and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The 23th International Symposium on Artificial Life 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] Gait Analysis Based on Transfer Entropy Method for Gait Stabilization2018

    • 著者名/発表者名
      Kenkou Komaki, Hiroshi Kamoshita, and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      The 23th International Symposium on Artificial Life 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] Single Trial Analysis of Body Sway Caused by Several Matrix-shaped Tactile Stimuli on Body Trunk2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kumagai and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      2017 International Conference on Noise and Fluctuations
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detrended Fluctuation Analysis of Repetitive Handwriting2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Terada and Masafumi Uchida
    • 学会等名
      HCI International 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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