| 研究課題/領域番号 |
20K11906
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
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| 研究機関 | 前橋工科大学 |
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研究代表者 |
王 鋒 前橋工科大学, 工学部, 教授 (80323046)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ヒューマン-マシンイン・タフェース / 義手 / 触覚 / センシング / 運動意思識別 / 機械学習 / ヒューマンインタフェース / 能動義手 / 触覚センサ / 人工知能 / PVDF / 触覚せんさ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、事故や病気などの原因で前腕を失った前腕切断者の生活の質を向上するために、前腕切断者に装着している能動義手を制御するための新たなヒューマン-マシン・インタフェースを開発するものである。具体的に、新たな触覚センサを開発し、この触覚センサを利用して、義手使用者の残存断端の形状や硬さの変化等の触覚性状に関する信号を取得し、さらに人工知能の技術を駆使してこちらの触覚性状に関する信号から、義手使用者の運動意思を読み取り、能動義手に伝達して、義手使用者の意思通り自由自在に能動義手を動作させる新手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、事故や病気などの原因で上肢の一部を欠損している上肢切断者の生活の質を向上するために、上肢切断者に装着する電動義手を制御するための新たなヒューマン-マシン・インタフェースを開発したものである。
ポリフッ化ビニリデンPVDFを利用して触覚センサを開発し、2枚の触覚センサだけを利用して、使用者の前腕筋の収縮に伴い前腕表面の形状やテンション変化等の触覚性状信号を取得し、さらに機械学習を利用してこちらの触覚性状信号から使用者の6種類の運動意思をリアルタイム的に識別する方法を構築した。検証実験より本システムは新規使用者に対しても８割超の正解率でリアルタイム的な運動意志識別が可能と確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
上肢切断者の QOL を向上するために、様々な義手は開発された。特に近年様々な高性能電動義手が開発され、巧妙な動作の実現が可能となっている。しかしながら、国内に上肢切断者の約８割が電動義手の使用を希望しているにも関わらず、実際の普及率は１割未満で極めて低い。経済的などの原因以外に、義手使用者の運動意思の読み取りは、電動義手普及の技術的なボトルネックとなり、便利有効な方法は求められている。
本研究ではごく少数のセンサを利用することで複数種類の運動意図を識別でき、義手使用者の意思通り自由自在に能動義手を動作させることが期待でき、電動義手の普及におけるボトルネックを突破することが期待できる。
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