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双腕協調タスクモデルに基づく5指駆動型筋電電動義手の提案と義手処方支援

研究課題

研究課題/領域番号 17K12723
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ヒューマンインタフェース・インタラクション
研究機関岡山大学 (2021-2022)
茨城大学 (2017-2020)

研究代表者

芝軒 太郎  岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (70711290)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード筋電義手 / 筋電位信号 / 姿勢情報 / 双腕協調動作 / タスクモデル / 操作訓練 / virtual reality / 作業モデル / 運動情報 / 識別補助 / 運動機能評価 / 触覚フィードバック / トレーニングシステム / 生体信号インタフェース / 動作モデル / Virtual Hand / 偏Kullback-Leibler情報量 / 動作選定・指示モデル / 双腕動作 / 確率ニューラルネット / 医療・福祉
研究成果の概要

本研究では健常肢と義肢とを用いて行う日常生活動作をモデル化し,5指駆動可能な筋電義手の制御へ応用するとともに,その操作訓練支援システムを実現した.提案法では,各腕に取り付けた電極および慣性計測ユニットから,筋電位および各腕の位置・姿勢情報を抽出することで,義手制御に用いる手先の動作の識別と同時に,各腕の状態を判別できる.そして,各腕の状態から実施する作業を推定することで,作業状態に応じた手先動作の識別補助を行い,筋電義手と健常肢とで行う協調作業を精度良く実施できることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

筋電位信号を制御信号とする筋電義手の制御において,日常生活を行う上で重要となる健常肢との協調を考慮した新たなモデルを提案し,安定した制御を実現可能とした.また,単に健常肢と協調した義手制御を実現するだけでなく,双腕を用いて行う作業を推定した筋電義手の操作訓練支援およびその評価を実現した.

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 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

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] An EMG-based Teleoperation System With Small Hand Based on a Dual-arm Task Model2023

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Kosuke Jin, Masaki Maeda
    • 雑誌名

      2023 8th International Conference on Control and Robotics Engineering (ICCRE 2023)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Monitoring System for Postural Sway Stabilization Using Tactile Stimulation Near the Auricles2023

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro M., Shibanoki T., Tonooka H.
    • 雑誌名

      2023 27th International Conference on Information Technology (IT)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/it57431.2023.10078716

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mobile Robot Control Based on Virtual Impedance Force Feedback2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Masaru、Shibanoki Taro、Tonooka Hideyuki
    • 雑誌名

      2023 International Conference on Emerging Smart Computing and Informatics (ESCI)

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/esci56872.2023.10099666

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship Between Delay Time and Sensation in Tactile Feedback for Myoelectric Prosthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Kosuke Jin
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2022 International Conference on Artificial Life and Robotics

      巻: - ページ: 275-277

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Tactile Stimulation Near the Auricle on Body Sway During Foot Stamping2022

    • 著者名/発表者名
      Masaya Tadokoro, Taro Shibanoki and Hideyuki Tonooka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2022 International Conference on Artificial Life and Robotics

      巻: - ページ: 278-281

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Monitoring System of a Hamster Based on Video Image Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Yugo Yamazaki, Taro Shibanoki and Hideyuki Tonooka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2022 International Conference on Artificial Life and Robotics

      巻: - ページ: 282-286

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 3D-printable Prosthetic Hand Based on a Dual-arm Operation Assistance Model2021

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Kosuke Jin
    • 雑誌名

      Proceedings of 2021 IEEE 3rd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      巻: - ページ: 137-138

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 3D-printable Prosthetic Hand Considering Dual-arm Operation2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki and Kosuke Jin
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      巻: - ページ: 262-263

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Approach for Training on EMG-based Prosthetic Hand Control2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Kazuya Hashimoto, Go Nakamura, Toshio Tsuji and Takaaki Chin
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      巻: - ページ: 307-308

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Training System for Brain-Computer Interfaces Based on Motor Imagery Selection2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Koizumi, Taro Shibanoki, and Toshio Tsuji
    • 雑誌名

      Proceedings of 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)

      巻: - ページ: 217-278

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Training Method for Voice Signal-based Human Interfaces Based on False Recognition2019

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Go Nakamura, Takaaki Chin, and Toshio Tsuji
    • 雑誌名

      roceedings of the SICE Annual Conference 2019

      巻: - ページ: 48-49

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Training Method for the Speech Controlled Environmental Control System Based on Candidate Word Discriminations2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Masaki Watanabe, Go Nakamura, Takaaki Chin and Toshio Tsuji
    • 雑誌名

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      巻: 5 ページ: 135-138

    • NAID

      120006800825

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 動作指示が可能な筋協調制御訓練システム2020

    • 著者名/発表者名
      鳥井保秀,芝軒太郎,中村豪,陳隆明,辻敏夫
    • 学会等名
      第29回 ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 作業モデルを内包した3Dプリンタブル筋電義手2019

    • 著者名/発表者名
      神弘輔,芝軒太郎
    • 学会等名
      第28回 ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Selection of Motor Imagries for Brain Computer Interfaces Based on Partial Kullback-Leibler Information Measure2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Yuki Koizumi, Bi Adriel Jr. Yozan and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      The Second Annual IEEE Life Sciences Conference (LSC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Dual-arm Cooperation Training System for Myoelectric Prosthetic Hand Control2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Hashimoto, Taro Shibanoki, Go Nakamura, Takaaki Chin and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      The Second Annual IEEE Life Sciences Conference (LSC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Training Method for the Speech Controlled Environmental Control System Based on Candidate Word Discriminations2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki, Masaki Watanabe, Go Nakamura, Takaaki Chin and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      Proceedings of the 2018 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 義手動作と動作イメージの整合性を実現可能な相互学習型訓練システム2018

    • 著者名/発表者名
      富澤太,芝軒太郎,中村豪,陳隆明,辻敏夫
    • 学会等名
      第27回 ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An EMG-based Prosthetic Hand Training System Using a Class Partial Kullback-Leibler Information2017

    • 著者名/発表者名
      Tai Tomizawa, Taro Shibanoki, Takaaki Chin and Toshio Tsuji
    • 学会等名
      The first IEEE Life Sciences Conference (LSC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Handbook of Research on Biomimetics and Biomedical Robotics, Chapter15, "Discrimination of Dual-Arm Motions Using a Joint Posterior Probability Neural Network for Human-Robot Interfaces"2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Shibanoki and Toshio Tsuji
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      IGI-Global
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] メカトロニクスシステム学研究室

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/user/mechatro/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 茨城大学工学部情報工学科芝軒研究室

    • URL

      http://bs.cis.ibaraki.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 茨城大学工学部情報工学科芝軒研究室

    • URL

      http://bs.cis.ibaraki.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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