| 研究課題/領域番号 |
19H04189
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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61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉元 俊輔 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (00646755)
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| 研究分担者 |
黒田 嘉宏 筑波大学, システム情報系, 教授 (30402837)
大城 理 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90252832)
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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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | トモグラフィ / 電気的計測 / 身体ダイナミクス / イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
日常的な生体機能の評価においては心拍や呼吸などの生理的指標の計測が行われてきたが，力の作用や体内外の変位を表す物理的指標の計測は難しく，充分な運動機能の評価と最適化が行われていない．本研究課題では，身体への負荷や筋骨格の状態など，力や変位といった力学的指標の分布を簡便，高速かつ精緻に可視化する身体ダイナミクスの4Dイメージング技術の確立を目指し，運動に関連した物理現象の電気的計測に基づいた機能的トモグラフィを開発する．さらに，感覚刺激や装具などにおける入力として利用することで，運動機能の向上や維持が可能なトレーニング・リハビリシステムを構築し，健康寿命延伸・QoL 向上への貢献を狙う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，生体物理現象の電気的な計測に基づいて身体ダイナミクスを推定する，機能的トモグラフィ技術の確立を目的とした．まず，導電率分布を可視化する電気インピーダンストモグラフィに関するシステムを構築し，効率的に組織の状態推定を行う方法を明らかにした．次に，手首の形状変化から手指の動作や接触力を推定できることを示すとともに，計測感度の高い電極配置を明らかにした．また，静電容量や磁界に着目することで，近接分布や温度分布のイメージングが可能な新しいトモグラフィの方式を実証した．これらの結果は，機能的トモグラフィの要素技術として有用であり，ヘルスケアやインタフェースへの貢献が期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の主な生体イメージングの手法では，大型な装置や対象の拘束が必要であり，身体の動作や外界との相互作用を精緻に調べる上で課題があった．本研究で開発した電磁界トモグラフィを利用したイメージングでは，電極や柔軟・薄型なセンサなどの拘束が少ないデバイスを用いて生体組織の状態，身体の運動，外界との干渉を計測でき，身体の機能を評価するための新しいツールとなり得る．また，時空間性能を向上させるための励起手法や電極配置が明らかになったほか，近接や温度など従来では捉えることのできなかった物理量を可視化でき，電磁界トモグラフィの応用可能性を拡張することができた．
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