四肢協調作業時の筋運動感覚特性の解明と操縦インタフェース制御技術の開発

• 研究課題/領域番号: 25330321
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 田中 良幸 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40336920)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2014年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2013年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: 筋運動感覚特性 / 筋運動インピーダンス特性 / 多肢協調制御 / 自動車操縦シミュレータ

研究成果の概要

本研究では，ロボット技術を活用して４自由度ドライビングシミュレータを開発し，ステアリングとペダルの操作時に受ける反力負荷に対する筋運動感覚特性を測定するとともに，筋運動特性との相互関係を解析評価した．そして，上肢と下肢による操縦時に知覚する等価反力の大きさを物理量に換算すると，約30％の相違があること等を明らかにした．また，ペダル操作時の反力負荷と下肢姿勢から反力知覚量を精度よく推定できる多入力型の反力知覚モデルを考案するとともに，その反力知覚モデルを用いてペダル操作特性の強弱を鋭敏にすることでペダル操縦性を向上できる可能性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] Vehicle Active Steering Control System Based on Human Impedance Properties of the Arms (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki TANAKA, Naoki YAMADA, T. TSUJI, and Takamasa SUETOMI
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 巻: 15 号: 4 ページ: 1758-1769
  • DOI: 10.1109/tits.2014.2312458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human muscular mobility ellipsoid: End-point acceleration manipulability measure in fast motion of human upper arm (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohji OHTA, Yoshiyuki TANAKA, Isao KAWATE, T. TSUJI
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: 9 号: 3 ページ: 14-00207-14-00207
  • DOI: 10.1299/jbse.14-00207
  • NAID: 130004691139
  • ISSN: 1880-9863
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of Operational Comfort in Manual Tasks Using Human Force Manipulability Measure (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki TANAKA, K. NISHIKAWA, Naoki YAMADA, T. TSUJI
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Haptics 巻: 8 号: 1 ページ: 8-19
  • DOI: 10.1109/toh.2014.2371025
  • 査読あり
• [学会発表] ステアリング操舵における反力知覚特性と左右手先力の解析評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古賀 勇雅，岡野 任記，田邊 周平，田中 良幸
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜市
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 操縦姿勢による筋感覚特性の定量化と力学的解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 彰剛，川口 智大，田中 良幸
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜，横浜市
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] 自動車操縦タスクにおけるドライバーの筋骨格系に関する感覚・運動特性の解析評価と応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田邉 周平，古賀 勇雅，田中 良幸
  • 学会等名: 自動車技術会２０１５秋季大会産学ポスターセッション
  • 発表場所: 西日本総合展示場，北九州市
  • 年月日: 2015-10-14
• [学会発表] 自動車ペダル操縦インタフェース装置を用いた下肢の反力知覚特性の解析評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田邉 周平，古賀 勇雅，岡野 任記，田中 良幸
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部長崎講演会2015
  • 発表場所: 長崎大学，長崎市
  • 年月日: 2015-09-24
• [学会発表] Development of a Robotic Evaluation System for the Ability of Proprioceptive Sensation in Slow Hand Motion (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki TANAKA, Genki MIZOE, Tomohiro KAWAGUCHI
  • 学会等名: 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [学会発表] 自動車操縦インタフェース操作時の人間特性計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡野任記，田邊周平，田中良幸
  • 学会等名: （社）日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • 発表場所: 京都市・京都市勧業館「みやこめっせ」
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [学会発表] 双腕による目標追従タスクにおける左右差の解析評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川口智大，田中良幸
  • 学会等名: （社）日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１５
  • 発表場所: 京都市・京都市勧業館「みやこめっせ」
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [学会発表] 自動車操縦インタフェース操作時の人間特性計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡野 任記，田邉 周平，田中 良幸
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 京都市勧業館みやこめっせ，京都市
  • 年月日: 2015-05-17
• [学会発表] 双腕動作における感覚・運動特性の解析評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川口 智大，田中 良幸
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 京都市勧業館みやこめっせ，京都市
  • 年月日: 2015-05-17
• [学会発表] 筋感覚診断支援システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 溝江元気，田中良幸
  • 学会等名: （社）日本機械学会 九州学生会 第46 回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北九州市・北九州工業専門学校
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] ドライビングシュミレータによるステアリング操作時の人間特性測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡野任記，田邊周平，田中良幸
  • 学会等名: （社）日本機械学会 九州学生会 第46 回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北九州市・北九州工業専門学校
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] 双腕動作による感覚・運動訓練支援システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川口智大，田中良幸
  • 学会等名: （社）日本機械学会 九州学生会 第46 回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 北九州市・北九州工業専門学校
  • 年月日: 2015-03-03
• [学会発表] 下肢姿勢に対するペダル操作時の反力知覚特性のモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 田邉 周平，岡野 任記，田中 良幸
  • 学会等名: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 SSI2014
  • 発表場所: 岡山市・岡山大学（津島キャンパス）
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-23
• [学会発表] 筋感覚・運動特性のモデリングとマン・マシンシステムへのインテグレーション
  • 著者名/発表者名: 松永悠聖，山地弘譜，林 優佑
  • 学会等名: 第32回計測自動制御学会九州支部学術講演会（第11回学生交流会）
  • 発表場所: 長崎大学（長崎市文教町）
• [学会発表] 生体感覚・運動特性を組み込んだ自動車操縦システム
  • 著者名/発表者名: 山地 弘譜，田中 良幸
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013
  • 発表場所: ピアザ淡海 （滋賀県大津市）
• [学会発表] 随意運動制御メカニズムに基づく感覚運動機能の評価訓練支援システム
  • 著者名/発表者名: 松永 悠聖，田中 良幸
  • 学会等名: 計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2013
  • 発表場所: ピアザ淡海 （滋賀県大津市）
• [備考] 長崎大学大学院工学研究科 田中良幸研究室ＨＰ
  • URL: http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp
• [備考] 長崎大学工学研究科 田中良幸研究室HP
  • URL: http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp/
• [備考] 長崎大学大学院工学研究科 （工学部機械工学コース） 田中良幸研究室ホームページ
  • URL: http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp/
• [産業財産権] 筋感覚測定評価装置及び方法 (2015)
  • 発明者名: 田中 良幸
  • 権利者名: 田中 良幸
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-08-22