肩義手使用者の両手協調を実現するための制御インタフェースの研究開発

• 研究課題/領域番号: 26282160
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 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: 千葉大学
• 研究代表者: 兪 文偉 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312390)
• 研究協力者: 栗城 真也 ; 王 力群 ; ROLF Pfeifer ; 関根 雅
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: 生体機能代行 / 福祉用具・機器 / 福祉用具・支援機器

研究成果の概要

本研究は、日常生活での使用を想定し、肩義手とその使用者の健常肢との協調の実現を目指すものである。以下の研究成果の統合で肩義手使用者の両手協調の実現が可能となった。1)日常生活動作に基づく可動範囲、衝突時の衝撃吸収性、アクチュエーター所要力、重量を評価指標とした肩義手の開発手法を確立した。本手法により目標とする軽量肩義手の実現ができた。2)両手協調動作の計測結果に基づき、上肢活動時の脳活動情報と肩部の筋活動情報を用いた手先の運動軌跡再構成を行い、適応型協調制御部を構築した。3)使用者への感覚フィードバックの効果をf-MRI実験で取得する脳活動情報で評価する手法を提案し、検証した。

研究成果

• [雑誌論文] Real-time Hand Motion Reconstruction System for Trans-Humeral Amputees Using EEG and EMG (2016)
  • 著者名/発表者名: Fernandez-Vargas J, Kita K and Yu W
  • 雑誌名: Frontiers in Robotics and AI 巻: 3 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3389/frobt.2016.00050
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A lightweight, shoulder prosthesis with antagonistic impact-absorbing hybrid actuation for bimanual ADL (2016)
  • 著者名/発表者名: 8.Masashi Sekine, Kouki Shiota, Kahori Kita, Akio Namiki and Wenwei Yu
  • 雑誌名: Advances in Mechanical Engineering 巻: 8(4) 号: 4 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1177/1687814016645982
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A lightweight, shoulder prosthesis with antagonistic impact-absorbing hybrid actuation for bimanual ADL (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekine Masashi, Wenwei Yu
  • 雑誌名: Advances in Mechanical Engineering 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of a home bio-monitoring autonomous mobile robot (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Enrique Dorronzoro Zubiete, Keigo Nakahata, Nevrez Imamoglu, Masashi Sekine, Guanghao Sun, Isabel María Gómez and Wenwei Yu
  • 雑誌名: Computational Intelligence and Neuroscience 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Human-Machine Interface for the Control of Multi-Function Systems based on Electrocutaneous Menu: Application to Multi-grasp Prosthetic Hands (2016)
  • 著者名/発表者名: 5.Jose Gonzalez-Vargas, Strahinja Dosen, Sebastian Amsuess, Wenwei Yu and Dario Farina
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 未定
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Designing and testing lightweight shoulder prostheses with hybrid actuators for typical ADL motions and impact absorption (2015)
  • 著者名/発表者名: Masashi Sekine, Kahori Kita and Wenwei Yu
  • 雑誌名: Medical Devices: Evidence and Research 巻: ８ ページ: 279-294
  • DOI: 10.2147/mder.s83756
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Human-Phantom Coupling Experiment and A Dispersive Simulation Model for Investigating the Variation of Dielectric Properties of Biological Tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: 7.Jose Gomez Tames, Yuto Fukuhara, Siyu He, Kazuyuki Saito, Koichi Ito, Wenwei Yu
  • 雑誌名: Computers in Biology and Medicine 巻: 61 ページ: 144-149
  • 査読あり
• [雑誌論文] A SYSTEM FOR UPPER LIMB REHABILITATION AND MOTOR FUNCTION EVALUATION (2015)
  • 著者名/発表者名: Hailong Yu, Le Xie, Chao Lv, Wei Shao, Yuan Wang, Jinwu Wang, Wenwei Yu
  • 雑誌名: JOURNAL OF MECHANICS IN MEDICINE AND BIOLOGY 巻: 15 号: 01 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1142/s0219519415500104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improvement and Quantification of Spatial Accessibility and Disturbance Responsiveness of Shoulder Prosthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: 7.Masashi Sekine, Le Xie, Kazuya Kawamura and Wenwei Yu
  • 雑誌名: International Journal of Advanced Robotic Systems 巻: 12 号: 2 ページ: 1-12
  • DOI: 10.5772/60031
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Robust Behaviour Recognition for an At-Home Bio-Monitoring Robot with Assistance of Subject Localization and Enhanced Visual Tracking (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Imamoglu, E. Dorronzoro, Z. Wei, H. Shi, M. Sekine, J. Gonzalez, D. Gu, W. Chen and W. Yu
  • 雑誌名: The Scientific World Journal 巻: 2014 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1155/2014/280207
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A Robotic Approach to Home Monitoring and Care Supporting (2016)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu
  • 学会等名: 2016 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2016 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Singapore, Singapore
  • 年月日: 2016-10-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of a Soft Robotic Thumb Rehabilitation System Using Parallel Link Mechanism with Pneumatic Actuators (2016)
  • 著者名/発表者名: Kouki Shiota, Tapio V. J. Tarvainen, Masaki Sekine, Kahori Kita and Wenwei Yu
  • 学会等名: The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Examination of the effect by using touch illusion stimulation together for mirror therapy -Measurement by the fMRI (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Imai, Kaori Kita and Wenwei YU
  • 学会等名: The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of Stimulus Color on Steady State Visual Evoked Potentials (2016)
  • 著者名/発表者名: Leeyee Chu, Jacobo Fernandez-Vargas, Kahori Kita and Wenwei Yu
  • 学会等名: The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Implementation and Validation of an Electrophysiological Model (2015)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu, David Jose Gomez
  • 学会等名: Workshop on Bio-inspired and Medical Device Innovation
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-12-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3D Continuos Hand Motion Reconstruction from dual EEG and EMG recordings (2015)
  • 著者名/発表者名: Jacobo Fernandez-Vargas, Lee Yee Chu, Kahori Kita, Wenewi Yu
  • 学会等名: 2015 International Conference on Intelligent Informatics and Biomedical Sciences (ICIIBMS)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2015-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Vision and Touch Illusions Improve the Experience Given by the Mirror Feedback on Brain Activity with Cerebral Stroke (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Imai, Kahori Kita, Wenwei Yu,
  • 学会等名: 2015 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2015 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Soft Robotic Thumb Rehabilitation System using Parallel Link Mechanism with Pneumatic Actuators (2015)
  • 著者名/発表者名: Kouki Shiota, Masashi Sekine, Kahori Kita, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2015 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2015 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Verification of Electrophysiological Model of the Arm using Nerve Conduction Study Simulation, poster session (2015)
  • 著者名/発表者名: Yumi Ota, David Jose Gomez, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2015 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2015 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Soft Hand Rehabilitation Device with Integrated FES (2015)
  • 著者名/発表者名: Tapio V. J. Tarvainen, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2015 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2015 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] 3D Continuous Hand Movement Reconstruction from EEG and EMG Recordings (2015)
  • 著者名/発表者名: 9.Jacobo Fernandez-Varga, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2015 International Symposium on InfoComm & Media Technology in Bio-Medical & Healthcare Application (2015 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2015-11-15
  • 国際学会
• [学会発表] BCI Optimization for 3D Continuous Hand Movement Reconstruction from EEG and EMG recordings (2015)
  • 著者名/発表者名: Jacobo Fernandez-Vargas, Lee Yee Chu, Kahori Kita, Wenewi Yu
  • 学会等名: German-Japan Adaptive BCI Workshop
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Accuracy and time efficiency of a spatial memory based novelty detector for home bio-monitoring robots (2015)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu, Imamoglu Nevrez
  • 学会等名: International Conference on Real-time Computing and Robotics
  • 発表場所: Chang Sha, China
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evaluation of Mental Workload of Assistive Devices (2015)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu
  • 学会等名: The 4th International Conference of Rehabilitation Medical Engineering (CRME)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Needle detection by electro-localization for a needle EMG exam robotic simulator (2015)
  • 著者名/発表者名: Siyu He, Gomez-Tames, J, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2015 IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MeMeA)
  • 発表場所: Turino, Italy
  • 年月日: 2015-05-07
  • 国際学会
• [学会発表] Developing At-home Assistive and Rehabilitation Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Infocomm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (2014 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-12-21 – 2014-12-24
  • 招待講演
• [学会発表] Investigating the effect of synchronized afferent stimuli on mirror therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: Daito Tsujitani, Kahori Kita, Wenwei Yu
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Infocomm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (2014 IS-3T-in-3A
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-12-21 – 2014-12-24
• [学会発表] Mental Workload Evaluation of Sensory Feedback Systems for Prosthetic Application (2014)
  • 著者名/発表者名: 4.Natsuki Hayata, Jose Gonzale, Kita Kahori and Wenwei Yu
  • 学会等名: 2014 International Symposium on Infocomm and Media Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (2014 IS-3T-in-3A)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-12-21 – 2014-12-24
• [学会発表] Modeling Bimanual Coordination Using Back Propagation Neural Network and Radial Basis Function Network (2014)
  • 著者名/発表者名: 8.Tomomi Mahira, Nevrez Imamoglu, Kaori Kita, and Wenwei Yu
  • 学会等名: 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Bali, Indonesia
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-10
• [学会発表] A Hybrid Lightweight Shoulder Prosthesis with an Antagonistic Mechanism by Pneumatic Elastic Actuators (2014)
  • 著者名/発表者名: 12.Masashi Sekine, Jacobo Fernandez-Vargas, Natsuki Hayata, Nthnatheni Norman Nelufule and Wenwei Yu
  • 学会等名: International Workshop on Wearable Robotics
  • 発表場所: Parador de Baiona, Spain
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-19
• [学会発表] Designing and Testing a Hybrid Lightweight Shoulder Prosthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Masashi Sekine, Nobuto Tsuchiya and Wenwei Yu
  • 学会等名: 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-08-26 – 2014-08-30
• [学会発表] Audio Displays as Sensory Feedback for Prosthetic Application -its Performance and Mental Workload Evaluation (2014)
  • 著者名/発表者名: Natsuki Hayata, Jose Gonzalez, Wenwei Yu
  • 学会等名: The 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2014)
  • 発表場所: Hongkong, China
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-07
• [学会発表] Adaptive Interface for Assistive and Rehabilitative Technology (2014)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu
  • 学会等名: The 3rd International Conference of Rehabilitation Medical Engineering (CRME)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-05-24 – 2014-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] FES for motor and sensory function restoration (2014)
  • 著者名/発表者名: Wenwei Yu and Kita Kahori
  • 学会等名: the 8th Shanghai International Congress on Orthopaedic Advanced Techniques and Clinical Translational Research
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18
  • 招待講演