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視覚障害教育における情報補償機能を備えた動作分析シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K14311
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分09070:教育工学関連
研究機関筑波技術大学

研究代表者

佐久間 亨  筑波技術大学, 保健科学部, 講師 (60646842)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード視覚障害 / 情報補償 / 歩行解析 / モーションキャプチャ / 筋電図 / 理学療法 / 直観的理解 / 運動学 / 教材 / 触覚 / 理学療法士 / 教育 / ロボット
研究開始時の研究の概要

視覚障害学生の理学療法学教育において,身体運動の力学的メカニズムを学ぶ臨床運動学の教材として,触覚情報を媒介とした動作分析シミュレータを開発する.
課題1 ヒトの基礎的動作をモーションキャプチャシステムで収集し,得られたデータは動作の種類,年齢,性別,障害の種類および重症度で整理しデータベース化する.
課題2 ヒト動作データをヒューマノイドロボットに入力し動作を再現する.関節の角度変化や力発揮パターンなどの時系列データを点図ディスプレイに再生する.
課題3 課題2の技術が視覚障害教育における教材として有効であるか,実際の学生を対象とした模擬授業を通じて検証する.

研究実績の概要

本研究の目的は視覚障害を有する理学療法学専攻学生のための運動学分野の教材を作成することである。本年の実績は以下の通りである。
1.視覚障害学生の運動学教育への筋電アニメーションシステムの活用
視覚の情報補償機能を備えた動作解析機器として筋電アニメーションシステムを作成し、試験的に模擬授業の教材として使用した。模擬授業には本学理学療法学専攻の在学生および卒業生の計18人が参加した。筋電アニメーションシステムにおける情報補償機能の有効性と実習用教材としての有用性を検討するため模擬授業参加者を対象にアンケート調査を行った。その結果、全ての参加者から筋電アニメーションは従来の筋電図と比べて歩行中の筋活動を理解しやすいとの回答が得られた。
2.慣性センサ式スマートモーションキャプチャスーツによる正常歩行の標準値の作成
慣性センサ式スマートモーションキャプチャスーツを用いて歩行のキネマティクスデータを収集し、健常者における男女別・年代別の平均的な歩行の8 つの時空間変数と14 箇所の下肢ROMを算出することで歩行標準値を設定した。臨床現場においては歩行標準値を参照することで歩行障害の程度を定量化することが可能となる。そして、視覚障害のために対象患者の歩行動作を肉眼で観察することが困難な理学療法士とっては、視覚の情報補償になり得る。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

視覚障害学生の「見えやすさ」に配慮した歩行解析結果の提示方法を検討する必要がある。

今後の研究の推進方策

大学内で実施される模擬臨床実習において、学生たちに慣性センサ式スマートモーションキャプチャスーツを用いた歩行計測および歩行標準値を用いた歩行分析を実践しえもらい、従来の「観察による歩行分析」と比較することで、機器利用の有用性の検討を行う。

報告書

(5件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 慣性センサ式モーションキャプチャで収集した3次元関節キネマティクスデータに基づく正常歩行の標準値2024

    • 著者名/発表者名
      Sakuma Toru、Kimura Kensaku、Kobayashi Makoto
    • 雑誌名

      The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine

      巻: 61 号: 1 ページ: 50-63

    • DOI

      10.2490/jjrmc.23026

    • ISSN
      1881-3526, 1881-8560
    • 年月日
      2024-01-18
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動作筋電図のアニメーションへの変換 ─ 視覚障害のある理学療法学生のための実習用教材の研究 ─2023

    • 著者名/発表者名
      佐久間亨,松本馨輝,小林 真
    • 雑誌名

      筑波技術大学テクノレポート

      巻: 31 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 弱視学生の身体運動解析学習を支援する筋電アニメーションシステム2023

    • 著者名/発表者名
      松本 馨輝, 佐久間 亨, 小林 真
    • 学会等名
      第206回ヒューマンインタフェース学会研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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