自立リハビリテーション訓練システムの開発

• 研究課題/領域番号: 23300208
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 小池 康晴 東京工業大学, ソリューション研究機構, 教授 (10302978)
• 研究分担者: 和田 安弘 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70293248)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: リハビリテーション / 筋電図 / 計算論 / シミュレーション / 在宅医療 / 遠隔システム / 筋骨格系モデル / パワーアシスト

研究概要

リハビリテーション用インタフェースの開発において、SPIDARというハプティックデバイスを用いて、患者の手に装着が容易で、動きが簡単に計測でき、課題に応じて力が加わるシステムを試作し、位置と力が正しく計測できる新しいグリップの形を構築した。さらに、遠隔で計測されたデータをクラウドサービスにアップデートするシステムを構築した。
モデルパラメータの解析のため、手首の計算機シミュレーションを行った。シミュレーションが推定した各筋肉のパターンは動物実験などで観測された多くの特徴を再現することができた。

研究成果

• [雑誌論文] 運動と姿勢の動作解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴, 神原裕行, 吉村奈津江, 辛徳
  • 雑誌名: 作業療法ジャーナル 巻: Vol.47, No.6 ページ: 492-496
  • URL: http://www.fujisan.co.jp/product/988/b/937971/
• [雑誌論文] A Virtual Instrument System Operated by Electromyographic Signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Duk Shin, Atsushi Katayama, Kyoungsik Kim, Jaehyo Kim, Natsue Yoshimura, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike
  • 雑誌名: INFORMATION, An International Interdisciplinary Journal 巻: Vol.16, No.5 ページ: 3275-3285
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/public/20090422/201302282062307510
  • 査読あり
• [雑誌論文] A computational model for optimal muscle activity considering muscle viscoelasticity in wrist movements (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: Vol.109, No.8 号: 8 ページ: 2145-2160
  • DOI: 10.1152/jn.00542.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of temporal perception on weight perception (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Toshihiro Kawase, NatsueYoshimura, Katsuhito Akahane, Makoto, Sato, Yasuharu Koike
  • 雑誌名: Frontiers in Psychology 巻: Vol.4 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2013.00040
  • 査読あり
• [雑誌論文] 運動と姿勢の動作解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴，神原裕行，吉村奈津江，辛徳
  • 雑誌名: 作業療法ジャーナル 巻: VOL.47 ページ: 492-496
• [雑誌論文] Prediction of Three-Dimensional Arm Trajectories Based on ECoG Signals Recorded from Human Sensorimotor Cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Nakanishi, Takufumi Ynagisawa, Duk Shin, Ryohei Fukuma, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masayuki Hirata, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: VOL.8 号: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0072085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of hand trajectory from electrocorticography signals in primary motor cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Chen, D., Shin, D., Watanabe, H., Nakanishi, Y., Kambara, H., Yoshimura, N., Nambu, A., Isa, T., Nishimura, Y. and Koike, Y.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 8 号: 12 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0083534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of muscle activities from electrocorticograms in primary motor cortex of primates (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin D, Watanabe H, Kambara H, Nambu A, Isa T, Nishimura Y, Koike Y
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(10) 号: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0047992
  • 査読あり
• [雑誌論文] BMIと運動制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴, 川瀬利弘, 辛徳, 神原裕行, 吉村奈津江
  • 雑誌名: リハビリテーション医学 巻: Vol.49 ページ: 715-719
• [学会発表] ブレイン・マシン・インタフェースの技術を用いた脳機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 日本知能ファジィ学会第16回ブレイン・コンピューティング部会
  • 発表場所: 東京工科大学(東京都)
  • 年月日: 2014-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] 予測の不確実性に応じた手首インピーダンス制御モデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 小池康晴
  • 学会等名: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2013-11-22
• [学会発表] A motor control-learning model enabling stiffness adjustment according to uncertainty of object's weight during load-on task (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Hiromu Ogawa, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience (SfN)
  • 発表場所: The San Diego convention Center(米国)
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] Trajectory Formation of Step-Tracking Wrist Movements Predicted by an Optimal Control Model (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] 遠心性信号が重さの知覚に与える影響についての研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 川瀬利弘, 神原裕行, 辛徳, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: Neuro2013(第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学学会大会, 第23回日本神経回路学会合同大会)
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] 環境の不確実性に応じてスティフネスレベルを調節する物体受け取りタスクのための運動制御・学習モデルの提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神原裕行, 小川展夢, 辛徳, 小池康晴
  • 学会等名: Neuro2013(第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学学会大会, 第23回日本神経回路学会合同大会)
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] タッピングの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 作業療法関連科学研究会(SIRWOT)
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] 重さの予測値が運動制御に与える影響についての考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 電子情報通信学会ME とバイオサイバネティックス研究会
  • 発表場所: 信州大学(長野県)
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 脳波を用いたロボット制御とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: Japan Society for Motor Control & Neuro-rehabilitaion 2nd Congress
  • 発表場所: 札幌医科大学(北海道)
  • 年月日: 2012-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] Optimal muscle activation patterns for wrist movements considering inherent viscoelasticity in muscle dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: International Society for Electrophysiology & Kinesiology XIXth Biennial Congress
  • 発表場所: Brisbane Convention and Exhibition Centre（Brisbane, Australia）
• [学会発表] 脳波を用いたロボット制御とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: Japan Society for Motor Control & Neuro-rehabilitaion 2nd Congress
  • 発表場所: 札幌医科大学（北海道）
  • 招待講演
• [学会発表] 重さの予測値が運動制御に与える影響についての考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
  • 発表場所: 信州大学（長野県）
• [学会発表] The effect of temporal prediction error on weight perception (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike,
  • 学会等名: The 42nd annual meeting of the Society for Neuroscience (SfN)
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center（New Orleans, USA）
• [学会発表] タッピングの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 作業療法関連科学研究会(SIRWOT)
  • 発表場所: 金沢大学（石川県）
• [学会発表] 手首のステップトラッキング運動における軌道生成に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神原裕行, 辛徳, 小池康晴
  • 学会等名: 日本神経回路学会第21回全国大会
  • 発表場所: 沖縄科学技術大学院大学(沖縄県)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 手首のステップトラッキング運動における軌道生成に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神原裕行, 辛徳, 小池康晴
  • 学会等名: 日本神経回路学会第21回全国大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] A motor control model for reaching movement : The prediction of context dependent movement duration (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk.Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: The 41st annual meeting of the Society for Neuroscience (SfN)
  • 発表場所: Washington D.C., USA
  • 年月日: 2011-11-06
• [学会発表] タッピングタスク (2011)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 作業療法関連科学研究会(SIRWOT)
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2011-10-02
• [学会発表] タッピングタスク (2011)
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 作業療法関連科学研究会(SIRWOT)
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-10-02
• [学会発表] 指運動推定のための筋電図計測部位の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米山和也, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 第26回生体生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 指運動推定のための筋電図計測部位の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 米山和也, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 第26回生体生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 筋骨格系モデルを基にした運動制御モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 第26回生体生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 立命館大学(滋賀県)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 筋骨格系モデルを基にした運動制御モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 第26回生体生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Usability of EEG Cortical Currents in Classification of Vowel Speech Imagery (2011)
  • 著者名/発表者名: Natsue Yoshimura, Aruha Satsuma, Charles Sayo Dasalla, Takashi Hanakawa, Masaaki Sato, Yasuharu Koike
  • 学会等名: International Conference on Virtual Rehabilitation 2011
  • 発表場所: ETH Zurich, Science City(スイス)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Usability of EEG Cortical Currents in Classification of Vowel Speech Imagery (2011)
  • 著者名/発表者名: Natsue Yoshimura, Aruha Satsuma, Charles Sayo Dasalla, Takashi Hanakawa, Masaaki Sato, Yasuharu Koike
  • 学会等名: International Conference on Virtual Rehabilitation 2011
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] fMRIを用いたヒトの手首随意運動における内部・外部座標系の脳内表象
  • 著者名/発表者名: 吉村奈津江，Charles Sayo Dasalla，地村弘二，花川隆，小池康晴
  • 学会等名: Neuro2013（第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会 合同大会）
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] 環境の不確実性に応じてスティフネスレベルを調節する物体受け取りタスクのための運動制御・学習モデルの提案
  • 著者名/発表者名: 神原裕行，小川展夢，辛徳，小池康晴
  • 学会等名: Neuro2013（第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会 合同大会）
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] 遠心性信号が重さの知覚に与える影響についての研究
  • 著者名/発表者名: 小川展夢，川瀬利弘，神原裕行，辛徳，吉村奈津江，小池康晴
  • 学会等名: Neuro2013（第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会 合同大会）
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] Prediction of joint angle from muscle activities decoded from electrocorticograms
  • 著者名/発表者名: Duk Shin, Chao Chen, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Hidenori Watanabe, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
  • 発表場所: The University of British Columbia（カナダ）
• [学会発表] Prediction of arm 3d-trajectory from human electrocorticograms
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Nakanishi, Takafumi Yanagisawa, Duk Shin, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masayuki Hirata, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
  • 発表場所: The University of British Columbia（カナダ）
• [学会発表] The verification method using a musculo-skeletal model
  • 著者名/発表者名: Masakatsu Tsukamoto, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
  • 発表場所: The University of British Columbia（カナダ）
• [学会発表] Illusion of weight perception caused by temporal mismatch
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Toshihiro Kawase, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions (ISHF2013)
  • 発表場所: The University of British Columbia（カナダ）
• [学会発表] Trajectory Formation of Step-Tracking Wrist Movements Predicted by an Optimal Control Model
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県）
• [学会発表] A motor control-learning model enabling stiffness adjustment according to uncertainty of object’s weight during load-on task
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kambara, Hiromu Ogawa, Duk Shin, Yasuharu Koike
  • 学会等名: 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience (SfN)
  • 発表場所: The San Diego Convention Center（米国）
• [学会発表] 予測の不確実性に応じた手首インピーダンス制御モデル
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 小池康晴
  • 学会等名: 電子情報通信学会NC研究会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] 予測の不確実性に応じた手首インピーダンス制御
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 小池康晴
  • 学会等名: 脳と心のメカニズム第14回冬のワークショップ
  • 発表場所: ルスツリゾート（北海道）
• [学会発表] Effect of uncertainty in weight prediction on wrist impedance
  • 著者名/発表者名: 小川展夢, 神原裕行, 辛徳, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 5th Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitation（SNR2014）
  • 発表場所: 国立障害者リハビリテーションセンター（埼玉県）
• [学会発表] ブレイン・マシン・インタフェースの技術を用いた脳機能解析
  • 著者名/発表者名: 小池康晴
  • 学会等名: 日本知能ファジィ学会第16回ブレイン・コンピューティング部会
  • 発表場所: 東京工科大学（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] 筋骨格モデルを用いた本人認証手法
  • 著者名/発表者名: 塚本昌克, 金親拓哉, 真野航, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟大学（新潟県）