| 研究課題/領域番号 |
20H02105
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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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
奥山 武志 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40451538)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 動作計測 / 力計測 / 指 / 腱 / 力学モデル / センサ / 指先力 / 腱張力 / 指輪型 / 機械学習 / 触覚 / 押し込み試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リハビリテーションやスポーツなど様々な分野でヒトの手指の動作計測が行われているが、ヒトの感覚や運動を阻害せずに指先にかかる力を計測することは難しい。この課題を解決する有望な計測手法として、腱張力に着目した指輪型センサが考案されている。本研究では，この考案された手法によって生じる力学現象を解明するとともに、この計測手法による身体への心理的、生理的影響を解明し、指の感覚および動作を妨げずに指先にかかる力を計測する計測手法を確立する。
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| 研究成果の概要 |
指先の感覚や動作へ影響を与えずに指先にかかる力を計測するために、指先にセンサを配置せずに指輪形状のセンサで、指の屈曲を担う腱の張力を計測する手法を開発した。まず、得られる計測値と指先にかかる力の関係に関する力学モデルを構築し、必要なパラメータを同定するとともに力学モデルに基づく関係式を導出し、指先力を推定できることを明らかにした。また、2つの指輪型センサを導入したうえで機械学習モデルを用いれば、センサで得られる計測値のみから指先力を推定できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
開発した腱張力に着目した指輪型指先力センサは、指先にセンサを配置しないことが特徴であり、医療やリハビリテーション、スポーツ、芸術など様々な分野での手指動作の評価に有用な手法である。医療分野における手技の効果的なトレーニングや評価に活用することで、より安全で安心な医療環境の整備などに役に立つことが期待される。このセンサの計測原理に関する力学モデルが構築できたことは、センサの精度向上や設計のために不可欠な成果である。
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