| 研究課題/領域番号 |
19H02139
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
王 建青 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70250694)
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| 研究分担者 |
田中 元志 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (50261649)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | ウェアラブルロボット / ワイヤレス制御 / 人体通信 / EMC / 筋電／脳波センサー / 通信・ネットワーク工学 / 生体センサー / 人体装着ロボット / 通信工学 / 電磁両立性(EMC) / ワイヤレスロボット制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人体装着ロボットでは，脳から筋肉を通じ発する微弱な電気信号を電極の有するセンサーで検出し，制御マイコンやモーター等を駆使してロボットに必要なさまざまな動作をさせる．本研究では，①生体センサーに重畳する電磁ノイズの発生機構をモード変換理論により解析し，コモン・モードノイズ自動キャンセル技術を開発する；②人体自身を伝送路とする人体通信を利用し，耐電磁干渉性の高い広帯域人体通信技術を開発する．これにより，人体装着ロボットのワイヤレス制御に不可欠な要素技術として，耐ノイズ性高感度人体通信型生体センサー技術を確立させる．また，人体装着ロボット特有の電磁両立性（EMC）問題の解明と試験法の確立を推進する．
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，人体装着ロボット義手のワイヤレス制御で，耐電磁ノイズ型生体センサー部と人体通信部の一体化により，目的を達成した．まず，外部電磁界によるコモン・モード・ノイズが生体センサー信号への重畳機構をモード変換理論により解明し，95%のノイズ低減が実現できる自動ノイズキャンセル回路を開発した．次に，人体通信の特徴を生かし，10～60MHz微弱無線帯を利用した広帯域インパルス・ラジオ型小型人体通信モジュールを開発し，人体上１メートルまで百万分の１以下のビット誤り率で，20Mb/sの高速通信を実現した．最後に，筋電を用いたロボット義手のワイヤレス制御を実験的に実証し，当初目標の達成を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高齢少子化社会において，ヒトの意図（筋電や脳波信号）に基づき，実際のヒトよりさらに力の要る仕事（産業ロボット）やヒトの手や指でできる仕事よりさらに精巧な仕事（精密ロボット，医療ロボット）をすることのできる人体装着型ロボットの普及が期待される．本研究は，筋電や脳波信号を用いて，人体装着ロボットをワイヤレスで制御するための耐ノイズ性高感度な人体通信型生体センサーの技術開発であり，その成果は，人体装着型ロボットのワイヤレス制御の要素技術の確立に大きく寄与し，産業界を始め，日常社会の生活品質の向上にも広い波及効果をもたらす．
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