| 研究領域 | ソフトロボット学の創成：機電・物質・生体情報の有機的融合 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H05327
|
|---|
| 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 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
葭田 貴子 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80454148)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
|
|---|
| キーワード | 人工筋肉 / ソフトアクチュエータ / ｆMRI / バーチャルリアリティ / 触力覚 / 操作主体感 / 身体所有感 / ソフトロボット / 外骨格パワーサポートロボット / MRI / 身体性 / fMRI / 自己身体所有感 / 自己身体感覚 / 外骨格パワーサポートスーツ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ソフトアクチュエータを人の外骨格ないし内骨格型パワースーツとして使用し，健常者のパワーサポートや，患者のロボットリハビリテーションに使用することがある．その際，着用者にとってロボットが自己身体の一部であり(身体所有感，Ownership)，自分自身がそれを制御しているのであって，ロボットに身体を動かされているのではない(制御主体感，Sense of Agency)という感覚を計測・可視化し，戦略的に設計する目的で，外骨格型ロボットを着用したままのヒトの脳を，fMRIを用いて計測・可視化するシステムを制作する．一連の研究により，ユーザからみて身体と外部機器が滑らかに協調動作する方法を提案する．
|
| 研究実績の概要 |
ソフトロボットの素材の一つであるマッキベン人工筋肉が，医療機器の中などの高磁場でも問題なく稼働する性質を利用して，ヒトが着たままMRIの高磁場内で使用できる，手腕用外骨格パワーサポートロボットを人工筋肉を用いて作成した．このようなパワーサポートロボットの開発そのものは多くの企業や研究室で相次いでいるものの，それらが着用している人間の身心に及ぼす影響についての研究例は極端に少ない．本研究では，このような問題を解決するために，外骨格パワーサポートロボットを着用したままの被験者を実際にMRIに入れて，その脳内機序を解明することを目標とした．具体的には，ロボットが意思や意図の通りに動作しており（操作主体感，Sense of Agency），装着者自身の身体の一部と化している状態と（自己身体所有感，Sense of Ownership），そうでない時の脳機能の違いを可視化することを目指した．ロボットの製作や，ヒトとMRI信号双方への影響の少なさに関しては，実際のｆMRI機器を用いて完了したものの，コロナ禍の影響で，実際に実験できる被験者の数や時間に制限があり，研究成果の外部発表に遅れた生じた．なお，同じロボットをバーチャルリアリティ用に改造し，バーチャルリアリティと組わせて様々な触力覚が提示できるシステムを作成した．具体的には，惑星などに接近した時に引っ張られるような重力覚や，はじき返されるような反発覚を，マッキベン人工筋肉を人の手腕に装着し，視覚提示と同期させることで生成した．これにより，マルチモーダルで簡単なゲームを作成し，幾つかの研究会等でデモンストレーションした．将来的には，このバーチャルリアリティのシステムも，MRI機器の中で稼働させることにより，様々な種類の心理物理学的実験に使用でき，ヒトの脳機能の検討に広く使用されることが期待される．
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
