| 研究課題/領域番号 |
23K11952
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
上岡 英史 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90311175)
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| 研究分担者 |
金丸 真奈美 東京電機大学, 理工学部, 助教 (00921488)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 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)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 眼内閃光 / 電気刺激 / 電場シミュレーション / 直感的歩行支援 / 障害物検知 / ウェアラブルデバイス / 歩行支援 / 障害物位置 / シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，盲目者のための直感的歩行支援システムを実現するため，眼内閃光を用いた障害物検知手法を明らかにする．すなわち，眼内閃光の誘起位置を制御することで盲目者に脳内視覚情報を提示する．眼内閃光を誘起するためには頭部に電極を設置して電気刺激を与える必要があるが，眼球近傍の電極位置と眼内閃光の誘起位置との関係が明らかになっていない．このため，本研究では，電気刺激が眼球近傍においてどのように網膜まで伝達されるかをコンピューター・シミュレーションによって明らかにし，刺激される網膜の領域情報を用いて眼内閃光の誘起位置を高精度で制御するための手法を確立する．
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| 研究実績の概要 |
本年度実施した研究内容はおもに２つであり，眼球近傍に配置された電極の位置とそれによって刺激される網膜の領域との関係を明らかにするための議論と，盲目者の歩行支援システム設計に関する議論である．
具体的には，１つ目に関しては，１組の電極を用いた電場シミュレーションの設計を行い，実際にシミュレーションを実行することで電気刺激の伝達経路を明らかにした．シミュレーション条件によって伝達経路がどのように変わるかを理解するため，シミュレーション結果の視覚化をおこなった．これにより，大まかではあるが，１組の電極の位置と刺激される網膜領域との関係を把握することに成功した．
２つ目に関しては，障害物を検知し，それを安全に避けて盲目者をナビゲートするため，ウェアラブルデバイスを用いた直感的歩行支援システムの設計とプロトタイプシステム制作を行った． 具体的には，衣服の中にポンプで膨らませる風船を取り付け，移動させたい方向に圧力がかかるように風船を膨らませ，どちらに歩行進路を変更すべきか，盲目者に直感的に伝えるウェアラブルデバイスを制作した．
これらの研究を実施するにあたり，シミュレーションソフトウェアのインストールとその環境設定に多くの時間を費やさなければならなかった．しかしながら，シミュレーション結果から次年度に実施する研究のヒントを得ることができ，また，国内学会での成果発表を１件，国際シンポジウムでの成果発表を２件行うことができ，本年度行うべき研究内容はすべて達成した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
先行研究に関する文献調査を含め，初年度の研究計画に記載した内容をすべて実施することができた．その成果として，電場シミュレーションの成果に関して国際シンポジウムで１件の発表，音声ガイダンスを用いた盲目者歩行支援システムに関して国際シンポジウムで１件の発表，そして，盲目者のための直感的歩行支援システムに関して国内学会発表で１件の発表を行うことができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度実施した研究成果より，1組の電極を用いた基本的な電場シミュレーション設計のノウハウを得ることができたため，次年度は複数電極を用いた電場シミュレーションの設計とその実行を行う．その際，複数電極による電場干渉の影響についても議論する．これによって，眼内閃光を複数の位置に誘起させるための指針を得る予定である．また，直感的歩行支援システムのバージョンアップを行う．具体的には，風船を膨らませる際の空気圧を可変にし，歩行進路を変更するときの移動幅を直感的に知らせる手法を探求する．これらの成果を得た後，提案手法の性能評価方法について議論する．
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