| 研究課題/領域番号 |
22KJ0359
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| 補助金の研究課題番号 |
21J20414 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
吉川 弾 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 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 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 手指麻痺 / 把持支援 / 外骨格 / パワーグローブ / 腱駆動 / ワイヤ駆動 / 感覚フィードバック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳血管障害や脊髄損傷による手指麻痺は，物体の把持を行う手指の運動機能及び接触検知や把持力の調整に重要な触力覚情報の取得を担う感覚機能に障害を引き起こす．これらの障害により，指を思うように動かせないという問題，指にかかる力を知覚できずに把持力調整が困難といった問題が生じる．
本研究では，手指麻痺者が日常生活において手指感覚情報をもとにした把持動作を可能とするため，動作意思に基づくワイヤ駆動型の動作補助・指腹の触覚入力を阻害しない把持力計測・感覚情報の提示を同時に行う装着型サイバニックフィンガーを開発し，実証試験によりシステムの手指麻痺者の把持能力獲得に対する有用性を明らかにすることを目的とする．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，手指麻痺者が日常生活において手指の触力覚情報をもとにした把持動作を可能とするため，運動意思に基づく手指動作補助・指の腹を阻害しない把持力計測・触力覚情報の提示を同時に行うサイバニックフィンガーを研究開発している．昨年度までに，麻痺手の触覚を阻害せずに指先の力を計測可能なセンサ，母指の2自由度の動作を含む手指の動作を補助する手指動作補助ユニット，麻痺手で計測した複数の触力覚情報の提示を行う装着型感覚フィードバックユニットを提案・研究開発した．これらを統合し，麻痺手の生体電位信号や指先の力を用いることで，装着者の運動意思に応じて身体の一部のように機能する装着型把持動作支援システム：サイバニックフィンガー（以下，提案システム）を研究開発した．本年度では，複数名の手指麻痺者の協力のもと，手指動作の補助，人の運動意思に基づく物体の把持動作支援，触力覚情報の提示による把持力調整支援，日常生活動作支援の実現可能性を検証した．提案システムの動作補助によって，示指および中指の屈曲・伸展動作，母指の屈曲・伸展・内転・外転動作を実現した．次に，麻痺手の生体電位信号および指先力に基づいた提案システムの操作と様々な形状の物体の把持を実現した．さらに，目標把持力を設定し，触力覚情報の提示を行うことで，提案システム未使用時では把持力調整が困難であるために過大もしくは過小であった麻痺手の把持力を目標把持力と同程度の大きさへと調整可能となった．また，今まで困難または不可能であった両手を用いた日常生活動作を模擬した作業の支援を実現した．
本研究員は，これまでの基礎研究開発による概念実証から手指麻痺者による実証試験を通じて，サイバニックフィンガーによる，母指も含めた手指動作の補助，人の運動意思に基づく物体の把持動作支援，触力覚情報の提示による把持力調整支援，日常生活動作支援の実現可能性を示した．
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