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運動系と感覚系の双方向神経インターフェースを有する運動再建・支援装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21240059
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大日方 五郎  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (50111315)

研究分担者 平田 仁  名古屋大学, 医学研究科, 教授 (80173243)
建部 将広 (建部 将弘)  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (60420379)
篠原 孝明  名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (00378209)
山本美 知郎 (山本 美知郎)  名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (90528829)
金 泳佑  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助教 (70387851)
長井 力  名古屋大学, 工学研究科, COE特任助教 (80401777)
長谷 和徳  首都大学東京, 都市教養学部, 准教授 (10357775)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2010年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2009年度: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)
キーワード制御工学 / 神経科学 / リハビリテーション / 生体機能利用 / 義手・義足 / ロボット工学
研究概要

本研究では,運動系と感覚系の双方の神経系へのアクセスを通して,義手,義足の操作性,制御性を人の手,足の機能レベルに引き上げることを目的とする.この目的のために(1)運動系神経情報の抽出、(2)電気刺激を用いた感覚系信号の脳へのフィードバック、(3)義手,義足との統合による再建機能評価、の3つの研究を実施した。
電気刺激を用いて感覚系情報の脳へのフィードバックが非侵襲的に可能であり、その効果が運動制御において現れ、さらにそれがリハビリテーションや運動支援に重要な技術であることを示した。この結果自体が様々な運動再建や運動支援に適用できることが明らかとなったので、ロボットによる上肢のリハビリテーション支援装置の設計とそのリハビリテーション運動計画に反映させることができた。さらに感覚情報の機械による取得法として触覚センサの開発を行い、それを義手に装着することを検討した。感覚情報のフィードバックが義手の操作に有効であることを実験的に検証した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2012 2011 2009

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (14件) 図書 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 双腕での力知覚・再現タスクにおける両側性転移2012

    • 著者名/発表者名
      朴根永, 斉川秀司, 金泳佑, 長井力, 大日方五郎
    • 雑誌名

      人間工学

      巻: Vol.48, No.1 ページ: 35-39

    • NAID

      10031166183

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planning of Bimanual Movement Training Based on the Bilateral Transfer of Force and Proprioception by using Virtual Impairment2012

    • 著者名/発表者名
      K. Park, Y. Kim, G. Obinata
    • 雑誌名

      Bioengineering and Biomedical Science

      巻: Vol.2, Issue 2 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Task-Based Method for Designing of Underactuated Mechanisms2012

    • 著者名/発表者名
      S. Kamada, Y. Kim, G. Obinata, D. Stefanov
    • 雑誌名

      Task-Based Method for Designing of Underactuated Mechanisms

      巻: Vol.9, No.1 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-Reproduction of Upper Limbs Motion : Effect of Proprioception and Handedness2012

    • 著者名/発表者名
      K. Park, Y. Kim, C. Nagai, G. Obinata
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: Vol.7, No.2 ページ: 141-155

    • NAID

      130002066898

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Planning of Bimanual Movement Training Based on the Bilateral Transfer of Force and Proprioception by using Virtual Impairment2012

    • 著者名/発表者名
      K.Park, Y.Kim, G.Obinata
    • 雑誌名

      Bioengineering and Biomedical Science

      巻: Vol.2, Issue 2, 1000122 号: 02 ページ: 1-8

    • DOI

      10.4172/2155-9538.1000112

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Task-Based Method for Designing of Underactuated Mechanisms2012

    • 著者名/発表者名
      S.Kamada, Y.Kim, G.Obinata, D Stefanov
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: Vol.9, No.1 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-Reproduction of Upper Limbs Motion: Effect of Proprioception and Handedness2012

    • 著者名/発表者名
      K.Park, Y.Kim, C.Nagai, G.Obinata
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 7 号: 2 ページ: 141-155

    • DOI

      10.1299/jbse.7.141

    • NAID

      130002066898

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ロボット支援型下肢リハビリテーションにおける筋骨格モデルに基づいた運動軌道と足先に作用する力の設計2011

    • 著者名/発表者名
      裴艶玲, 金泳佑, 大日方五郎, 長谷和徳
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編)

      巻: 77巻781号 ページ: 236-250

    • NAID

      130001055400

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contact State Estimation by Vision-based Tactile Sensors for Dexterous Manipulation with Robot Hands Based on Shape-Sensing2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, Y. Kim, C. Nagai, G. Obinata
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: Vol.8, No.4 ページ: 225-234

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Control of CPG based 3D Neuro-Musculo-Skeletal Walking Model2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kim, Y.Tagawa, G.Obinata, K.Hase
    • 雑誌名

      Biological Cybernetics

      巻: 105 ページ: 269-282

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Slippage Degree Estimation Based on Reference Update of Vision-Based Tactile Sensor2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Ito, Y.Kim, G.Obinata
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 11 ページ: 2037-2047

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Hand Motions form Surface Electromyogram by Independent Component Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hirate, G.Obinata, K.Hase, A.Nakayama, Y.Kim
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Biomechanisms Vol. 33, No. 2

      ページ: 134-141

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-reproduction of Arm Reaching Movement : Effect of Proprioception and Handedness2011

    • 著者名/発表者名
      K. Park, Y. Kim, C. Nagai, G. Obinata
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2011
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-12-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Modeling of skeletal musculature based on MRI-Calculation of the moment arm about the pronation of forearm and the forearm supinate-2011

    • 著者名/発表者名
      K. Miyawaki, T. Iwami, H. Miura, T. Matsunaga, Y. Shimada, G. Obinata
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrical Stimulations of Tactile Sensory Feedback for Dexterous Handling with Artificial Hands2011

    • 著者名/発表者名
      C. Nagai
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Task Based Design Method for Multi-joint Prosthetic Hand2011

    • 著者名/発表者名
      S. Kamada, Y. Kim, G. Obinata
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-reproduction Based Bimanual Tasks : Effect of Proproiception and Handedness2011

    • 著者名/発表者名
      K. Park, Y. Kim, C. Nagai, G. Obinata
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-reproduction Based Bimanual Tasks : Effect of Proproiception and Handednes2011

    • 著者名/発表者名
      K.Park, Y.Kim, C.Nagai, G.Obinata
    • 学会等名
      2011 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-reproduction Based Bimanual Tasks : Effect of Proprioception and Handedness2011

    • 著者名/発表者名
      K.Park, Y.Kim, G.Obinata
    • 学会等名
      33^<rd> Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2011-09-01
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Trajectory Planning of a Robot for Lower Limb Rehabilitation2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Pei, Y.Kim, G.Obinata, K.Hase, D.Stefanov
    • 学会等名
      33^<rd> Annual International Conference of the IEEE EMBS
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Partner Robots for Mental Health Care-Japanese Challenge toward Practical Robots-2011

    • 著者名/発表者名
      G. Obinata
    • 学会等名
      2011 International UKIERI Workshop on the Fusion of BCI and Assistive Robotics
    • 発表場所
      Londonderry, UK
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Partner Robots for Mental Health Care-Japanese Challenge toward Practical Robots-2011

    • 著者名/発表者名
      G.Obinata
    • 学会等名
      2011 International UKIERI Workshop on the Fusion of BCI and Assistive Robotics, 7-8 July 2011
    • 発表場所
      Londonderry, UK(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The Development of Upper Limbs Rehabilitation Robot System Based on the Difference of Motor Performance2009

    • 著者名/発表者名
      K.Park, Y.Kim, G.Obinata
    • 学会等名
      2009 IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2009-11-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Slippage Degree Estimation for Dexterous Handling of Vision-Based Tactile Sensor2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Ito, Y.Kim, G.Obinata
    • 学会等名
      IEEE Sensors 2009 Conference
    • 発表場所
      Christchurch, New Zealand
    • 年月日
      2009-10-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Slippage Degree Estimation by Using Vision-Based Tactile Sensor for Dexterous Handling2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Ito, Y.Kim, G.Obinata
    • 学会等名
      9^<th> International Symposium on Robot Control
    • 発表場所
      Gifu, Japan
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] State Estimation of Walking Phase and Functional Electrical Stimulation by Wearable Device2009

    • 著者名/発表者名
      G.Obinata, T.Ogisu, K.Hase, Y.Kim, E.Genda
    • 学会等名
      31^<st> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Minneapolis, Minnesota, USA
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] シミュレーション辞典,日本シミュレーション学会(編)2012

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎
    • 総ページ数
      452
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] シミュレーション辞典(日本シミュレーション学会(編))2012

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎(福祉機器分野主査)
    • 総ページ数
      452
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 6軸力計測装置、及び6軸力計測方法2011

    • 発明者名
      伊藤優司,大日方五郎,長井力,金泳佑
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2011-199425
    • 出願年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [産業財産権] 6軸力計測装置、及び6軸力計測方法2011

    • 発明者名
      伊藤優司, 大日方五郎, 長井力, 金泳佑
    • 権利者名
      名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2011-199425
    • 出願年月日
      2011-09-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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