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操作者の身体特性に自動適合する電動車椅子の適応走行制御システムの開発

公募研究

研究領域認知的インタラクションデザイン学:意思疎通のモデル論的理解と人工物設計への応用
研究課題/領域番号 15H01623
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関国立障害者リハビリテーションセンター(研究所)

研究代表者

硯川 潤  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (50571577)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード電動車椅子 / 操作ログ / 走行評価 / ジョイスティック / 走行制御 / 操作戦略 / 速度調節 / 安全性 / ライフログ / 操作量 / 実生活環境
研究実績の概要

本研究では,電動車椅子の安全かつ快適な操作を支援するために,時々刻々と変化する搭乗者の身体特性・状態を認識し,その結果に応じて適切な走行制御値を設定できる,電動車椅子の適応走行制御システムの開発を目的としている.本年度は,様々な制御設定下での走行実験データの分析から,搭乗者―車椅子間のインタラクションの特性を把握するための指標構築を試みた.その結果,以下の成果を得られた.
i) 速度調整操作における2種類の特徴モード:走行課題遂行時のジョイスティック操作において,速度調整に関する2種類の特徴的なモードが存在することを発見した.すなわち,所望の設定値に対応して連続的に操作角度を変化させるamplitude modulationと,最大設定値の離散的な入力で所望の速度を実現するpulse width modulationの2種類の戦略が,制御設定に応じて切り替えられていた.
ii) 操作特性をあらわす指標値:また,これらのモードへの尤度を推定するための指標値を新たに考案し,課題遂行時間とその指標値との間に負の相関があることを確認できた.これは,搭乗者―車椅子のインタラクションにおいて,搭乗者が認識する車椅子制御設定に関した「他者モデル」の適切さを定量化できたものと解釈できる.
以上の成果より,電動車椅子が操作者の認知的特性をリアルタイムに推定し,それをフィードバックすることで操作感を改善できる新たな制御システムの実現可能性を示すことができたと考える.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 電動車椅子のための片流れ検知・軽減制御によるジョイスティック操作変化の臨床的評価2016

    • 著者名/発表者名
      硯川潤, 加茂光広, 飯田教和, 岩田拡也, 松本治, 井上剛伸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 136 号: 9 ページ: 1318-1323

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.136.1318

    • NAID

      130005262343

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 車椅子ライフログによる走行・操作評価手法の開発 ―ビッグデータ時代の安全性評価を目指して―2016

    • 著者名/発表者名
      硯川潤
    • 雑誌名

      電子情報通信学会誌

      巻: 99 ページ: 505-510

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Back Cooling with Peltier Devices on Thermoregulatory Responses in a Hot Environment2016

    • 著者名/発表者名
      Suzurikawa J, Fujimoto S, Mikami K, Jonai H, Inoue T
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. Electr. Electron. Eng.

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 福祉機器の適合デザイン ~失敗しないための設計論~2016

    • 著者名/発表者名
      硯川潤
    • 学会等名
      とやま医薬工連携研究会 「平成27年度 第2回セミナー(福祉機器)」
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-01-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two Modes of Speed Adjusting Operation Revealed in Joystick Maneuver of Power Wheelchair - Toward Wheelchair Skills Assessment with Life-Logging -2016

    • 著者名/発表者名
      Komoto K, Suzurikawa J
    • 学会等名
      Joint International Conference of BDAHI2016 and u-Healthcare2016 (BigHealth-2016)
    • 発表場所
      会津大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ジョイスティック入力を含む実環境・実ユーザ電動車椅子 ライフログの走行環境評価における有用性2016

    • 著者名/発表者名
      高本健吾, 硯川潤
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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