| 研究課題/領域番号 |
21H04566
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
桂 誠一郎 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00401779)
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| 研究分担者 |
吉澤 浩志 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (70318070)
板口 典弘 慶應義塾大学, 文学部(三田), 准教授 (50706637)
長津 裕己 拓殖大学, 工学部, 助教 (60804987)
村松 久圭 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (20874465)
梅野 和也 常葉大学, 健康科学部, 講師 (30783526)
山之内 亘 沼津工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30635305)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)
2023年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2022年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2021年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
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| キーワード | 抽象化理工学 / 人間支援 / 時空間動作伝送 / データロボティクス / 手づたえ教示 / モーションコピーシステム / バイラテラルAI / 機能的電気刺激 / ヒューマンインタフェース |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我が国は少子高齢化が進んでおり、熟練技能の伝承や、リハビリ・医用応用など、人から人へ動作を伝える手づたえ教示の必要性はますます高まっている。この問題の解決のためには、人間の身体を直接駆動するための新たなインタフェースの開発が不可欠である。本研究はこの概念を「人間動作のアクセス時空間」として整備し、我々の身体活動を時空間に拡張する「人間と機械の融和」を目指す研究を推進する。さらに応用分野の開拓にも着手し、熟練動作による手づたえ教示の充実化・一般化を図る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、機能的電気刺激を用いた多自由度モーションコピーによる「人間動作のアクセス時空間」実現のための制御基盤を確立することを目的として研究を推進し、機能的電気刺激のための新たな二自由度制御系の開発に成功した。筋電からの指先力推定技術ならびにモーションキャプチャに基づく人間の手指動作の非接触センシングシステムと統合することで、人から人へ手づたえ教示を効率良く実現する上で基盤となる「機能的電気刺激インタフェース」技術を開発した。工学、神経心理学、神経内科学の密な連携の下で本基盤をリハビリテーションに適用し、定量的な診断やリハビリテーション効果の記録を可能する機器の開発につながった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「機能的電気刺激インタフェース」構築のための二自由度制御系として、外乱オブザーバに基づく独自の制御手法の開発に成功した。位置制御から力制御までロバストに実現できる本制御基盤は、「人間動作のアクセス時空間」の基本となるものである。さらに、「バイラテラルAI」により上肢筋電から指先力のモデリングを行い、非拘束型の動作センシングシステムを構築した。これらの要素技術を統合して「機能的電気刺激インタフェース」の多自由度化に向けたハードウェア／ソフトウェア基盤を構築することに成功し、人から人に動作やスキルを伝える「ヒューマンコピー」に向けた新たな道を拓いた。
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