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牽引力錯覚の機序解明のための生体情報工学研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K17796
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

田辺 健  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60847557)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード牽引力錯覚 / ヒューマンインタフェース / ハプティクス / 生体情報工学
研究開始時の研究の概要

本研究では,牽引力錯覚が生起する生理学的な機序の解明を目的とする.ヒトは非対称な振動を提示されたとき,振動を一方向に牽引されるような力として錯覚し,さらに牽引される感覚に伴い上肢の運動が生じることが知られている(牽引力錯覚).しかしながら,牽引力錯覚が生起する生理学的な機序は不明で,錯覚を誘発するための振動デバイスの普遍的な設計論が明らかにされていない課題がある.振動デバイスの普遍化を実現するためには,ヒトの特性を理解し,錯覚の生理学的な機序に基づいてデバイスを設計する必要がある.そこで本研究では,感覚特性・運動特性のデータを活用した生体情報工学的アプローチによって牽引力錯覚の機序解明に迫る.

研究成果の概要

本研究では,感覚特性・運動特性のデータを活用した生体情報工学的アプローチによって牽引力錯覚の機序解明に迫る.感覚系からのアプローチとして,加齢によって皮膚感覚の感度が低下した高齢者を対象に,牽引力錯覚の特性を調査した(N=40).運動系からのアプローチとして,能動的に運動している最中に牽引力錯覚を誘発することで,運動に与える影響を主観的・客観的に評価した(N=20).また,牽引力錯覚を利用した運動支援技術の端的な応用例として,視覚障害者のための白杖操作技術の訓練支援システムを開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,牽引力錯覚における性差を世界で初めて明らかにしており,機序解明に向けた新たな糸口を示すことができた.そのため,錯覚における性差という観点でアプローチすることで,より詳細に牽引力錯覚の機序を明らかにすることができる.また,能動的な運動中に牽引力錯覚を誘発することで,感覚と運動で矛盾が生じ,錯覚という感覚入力だけで運動を変化させることを示した.以上の機序解明に向けた基礎研究だけではなく,牽引力錯覚を利用した応用例として,視覚障害者支援の技術も開発しており,社会的に意義のある成果も創出した.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Illusory Directional Sensation Induced by Asymmetric Vibrations Influences Sense of Agency and Velocity in Wrist Motions2024

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Kaneko Hidekazu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 32 ページ: 1749-1756

    • DOI

      10.1109/tnsre.2024.3393434

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] White Cane-Type Holdable Device Using Illusory Pulling Cues for Orientation & Mobility Training2023

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tanabe, Kiyohiko Nunokawa, Kouki Doi, Shuichi Ino
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 28706-28714

    • DOI

      10.1109/access.2023.3259965

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of Vibration, Tapping Sound, and Reaction Force to Hardness Perception During Indirect Tapping Using a White Cane2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 15 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/toh.2022.3155106

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Training System for White Cane Technique Using Illusory Pulling Cues Induced by Asymmetric Vibrations2022

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering

      巻: 30 ページ: 305-313

    • DOI

      10.1109/tnsre.2022.3148770

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 加齢の影響に基づく牽引力錯覚の機序の一考察2024

    • 著者名/発表者名
      田辺健, 山本哲, 山田亨, 石井大典, 河野豊
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会ハプティクス研究委員会第32回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 白杖の訓練のための牽引力錯覚を利用した無線駆動型デバイスの試作2022

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野 秀一
    • 学会等名
      HCGシンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 視覚障害者の白杖操作のための牽引力錯覚を利用した訓練システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野 秀一
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会 ハプティクス研究委員会 第28回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 白杖を用いた間接的なタッピングによって発生する振動・打撃音・反力と硬さ知覚の関係2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野 秀一
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of Physical Factors Contributing to Hardness Perception of Objects During Indirect Tapping Using White Canes2021

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Takeshi、Nunokawa Kiyohiko、Doi Kouki、Ino Shuichi
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Implement of the Training System for White Cane Technique using Haptic Illusion2021

    • 著者名/発表者名
      田辺健、布川清彦、土井幸輝、井野 秀一
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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