| 研究課題/領域番号 |
20K12733
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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90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
泉 隆 東海大学, 文理融合学部, 教授 (80193374)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | バランストレーニング / 転倒予防 / 起立姿勢バランス計測 / 振動触覚情報 / 起立姿勢バランス / 転倒防止 / バランス訓練 / 注意喚起 / 振動触覚 / 感覚フィードバック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、健康高齢者や障がい者の転倒訓練および歩行補助を目的として、バランス維持に必要な情報を振動感覚によって与えることによりバランス訓練効果を向上させるとともにバランスが崩れそうになったときに振動感覚で危険な状態を本人に注意喚起することにより、転倒を未然に防ぐための装置開発研究の一環として行っています。提案する装置は、使用者の起立時の重心の位置を測定する床反力計を改良した重心動揺計測部とバランスが崩れそうな事態が生じると身体各部に配置した小型振動モータで振動刺激を呈示する振動刺激部からなります。これまでに、重心動揺計測部の軽量化を図り、振動刺激部の感じやすさの改良などを行っています。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、健康高齢者や障がい者の転倒訓練および歩行補助を目的として、バランス維持に必要な情報を振動感覚を用いて伝えることによりバランス訓練効果を向上させると共にバランスが崩れそうになったときに注意喚起を行うことにより、転倒を未然に防ぐための装置開発研究の一環として行っています。
本研究で提案する装置は、使用者の起立時の重心の位置を推定する身体傾斜計測部とバランスが崩れそうな状態が生じると身体各部に配置した小型振動モータで振動刺激を提示する振動刺激部からなります。バランス維持に必要な感覚情報を振動刺激を通じて増強して与えることで、バランス訓練効果を向上させると共にバランスが崩れそうになる際に振動刺激で危険な状態を本人に注意喚起することにより、転倒を未然に防ぐことを目的として取り組んでいます。
2023年度は、前年度に試作した振動触覚を被験者に提示する手段の改良を予定しました。しかしながら、学内で予定外の人事異動（基盤工学部から文理融合学部へ異動）があり、これに対応するため、本研究課題に注ぐエフォートを十分に確保することが困難となりました。結果として、当初予定していた研究項目について十分な成果を得ることができませんでした。
以上のような経緯から、本研究課題は2023年度まで延長する予定であったところ、2024年度に向けて研究期間を延長することといたしました。これまでに実施を予定していた研究内容については2024年度に繰り越して実施することを計画しています。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
2023年度は、COVID-19の感染も収束に向かい、法律上の感染症としての扱いも変更されましたが、所属機関においては、在籍者の健康確認・遠隔通信による授業の実施・受講者の指導など、本務である教育と運営の負担が継続しました。更に、4月より研究代表者が基盤工学部医療福祉工学科から文理融合学部人間情報工学科に異動となり、異動先の学部学科における本務にエフォートが割かれ、結果として本研究を遂行するためのエフォート（当初の計画では20%）を十分に賄うことができませんでした。
従って、本研究の開発項目として掲げた、(a)起立・歩行時の姿勢変化を検出し姿勢の安定性を評価する手段の開発、および、(b)触覚フィードバック情報を提示して姿勢バランスを変化させる手段の開発、については、後者について、触覚フィードバック装置の改良を目指しましたが、特段の成果を得るには至りませんでした。
しかしながら、このような状況において、バランストレーニングを行う人が姿勢動揺の状態を把握する手掛かりとして、重心動揺の大きさや方向を計測するた
めに用いるソフトウエアを開発する環境の整備を行うこと、および、腰部や頭部に搭載して触覚情報提示を行う小型デバイス開発の準備を行い、2024年度の研究活動に備えております。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度には、従来から予定していた研究内容を改めて取り上げて実施する計画です。重心動揺等のデータを計測し、感覚フィードバックのための基本的なパラメータを明らかにする予定です。
(a)起立・歩行時の姿勢変化を検出し姿勢の安定性を評価する手段の開発
転倒時などの姿勢変化の検出手段として接触型センサや加速度センサなどを組み合わせて用いる方法を提案します。小型センサを用いて、頭部・胸郭・腰部などの位置や傾斜を測定する工夫を行います。提案方法を用いて得られる姿勢変化に関連するデータと、運動解析装置で測定する参照データを比較対照することで、提案方法によってどの程度正確に重心動揺を推定できるか、姿勢の安定性評価に用いることが許される条件や適用の限界などについて知見を得る計画です。
(b)触覚フィードバック情報を提示して姿勢バランスを変化させる手段の開発
転倒を回避するために適切な姿勢変化を促す触覚情報を被験者に提示する感覚フィードバックを行う方法として、複数個の小型振動デバイスを触覚提示装置として利用する方法を提案します。装置を試作して、姿勢動揺の状態を触覚情報として表現する方法を実験的に明らかにする計画です。例えば、姿勢が安定な時には情報を与えず、不安定な状態に近づくと注意喚起の触覚情報を提示する方法が考えられます。また、重心動揺の水平面内の方向と大きさを表現するため、触覚情報を常時提示する方法なども考えられます。このように、姿勢の状態を伝える触覚情報の表現方法は様々に考案されることから、認知課題や遂行課題などの応用場面を設定して適切なものを見出す計画です。
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