精密人体モデルに基づく人体形状/動作データベースの形成と医学応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12558026
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 有澤 博 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (10092636)
• 研究分担者: 田村 直良 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (20179906) ; 根本 明宣 横浜市立大学, 医学部, 講師 (20264666) ; 安藤 徳彦 横浜市立大学, 医学部, 教授 (30254197) ; 後藤 敏行 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (30234991) ; 影井 清一郎 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (20017966)
• キーワード: マルチメディアデータベース / 精密人体モデリング / 動作シミュレーション / 動作指定

研究概要

本研究では、今までに当研究室で研究してきたデータモデル、検索言語に基づいて、人体構造および動作のスキーマ設計、動作シミュレーションを行うシステムを設計・試作した。まず人体形状/動作モデリングおよび、そのデータベース設計を行った。医学(特に整形外科学)の立場から精密にモデル化する必要があるため、150個程度の構成部品(骨および表皮)に分解し、それらの関節による結合の特性(自由度および可動域)を定義して、個人の人体についての詳細情報をデータベースに蓄積できるようにした。また、人体骨格モデルの動作定義支援システムの設計と実装を行った。人体の構造は複雑な構造をなすために、骨格に基づいたモデル(Bone-Based Human Model : BBHM)での動き記述が最も本質的であると考えた。しかし、BBHMは部品点数が多いため、動きを与えることが容易ではなかった。そこで構造を単純化したモデル(Simplified Human Model : SHM)を用い、グラフィックシステム上でSHMに動作を指示することで、BBHMに動きをマップするシステムを設計した。実装においては、BBHMのために人体の骨形状を3次元スキャナなど用いて取得し、計算機上に作成されたCGの仮想空間内に詳細骨格モデルを作成した。同時にSHMのために人体を整形外科学で解明されている動作機能・特徴を十分に表現可能な程度に簡略化されたモデル(28部品、27関節)を作成した。SHMに指示された動作をBBHMにマッピングする手法では、医学的な経験則および力学的な解析を用いてモデル化した。以上を用いて可視化シミュレーションシステムとして実装および実例にもとづく評価を行った。

研究成果

• [文献書誌] 家富 誠敏, 森嵜 慎之, 富井 尚志, 有澤 博: "マルチメディアデータブラウジングのための視覚的データベースインタフェースAVISの実装"電子情報通信学会論文誌D-I(システム開発論文特集). Vol.J84-D-I No.60. 777-789 (2001)
• [文献書誌] 四十物 裕司, 坂木 和則, 鬼塚 郷, 富井 尚志, 有澤 博: "時空間MMDBにおけるサッカーの戦術記述とad-hoc検索"情報処理学会研究報告(第125回データベースシステム研究会). Vol.2001 No.70. 71-77 (2001)
• [文献書誌] 越前谷 健二, 松田 一章, 富井 尚志, 有澤 博: "XMLを用いたマルチメディア構造化文書STOICの意味表現能力とその評価"情報処理学会研究報告(第125回データベースシステム研究会). Vol.2001 No.70. 79-86 (2001)
• [文献書誌] 岸邊 佳世子, 家富 誠敏, 富井 尚志, 有澤 博: "スキーマダイアグラムを用いたマルチメディアデータベース検索手法"情報処理学会研究報告(第125回データベースシステム研究会). Vol.2001 No.70. 87-94 (2001)
• [文献書誌] Sayaka Imai, Takashi Tomii, Hiroshi Arisawa: "HUMAN BODY/MOTION MODELING BASED ON THE"MEDIATOR"CONCEPT"4^<th> International Scientific Conf. on Prevention of Work-Related Musculoskeletal Disorders(PREMUS2001). 127 (2001)
• [文献書誌] Hiroshi Arisawa, Takako Sato: "HUMAN-BODY MOTION SIMULATION USING BONE-BASED HUMAN MODEL AND POSTURE DATABASE"4^<th> International Scientific Conf. on Prevention of Work-Related Musculoskeletal Disorders(PREMUS2001). 128 (2001)
• [文献書誌] Sayaka Imai, Takashi Tomii, Hiroshi Arisawa: "Motion Modeling and Simulation of Human Workers based on Info-Ergonomics Concept"Proceedings of the International Workshops on Modeling of Human/Organizational/Social Aspects of Manufacturing Activities(HUMACS2001). 106-114 (2001)
• [文献書誌] Hiroshi Arisawa, Takako Sato, Takashi Tomii: "Human-Body Motion Simulation Using Bone-Based Human Model and Construction of Motion Database"Proceedings of the International Workshops on Modeling of Human/Organizational/Social Aspects of Manufacturing Activities(HUMACS2001). 115-126 (2001)
• [文献書誌] 坂木 和則, 四十物 裕司, 鬼塚 郷, 富井 尚志, 有澤 博: "複数オブジェクト共存空間上の"局面"モデリングとサッカー戦術への適用"情報処理学会シンポジウムシリーズ(データベースとWeb情報システムに関するシンポジウム DBWeb2001). Vol.2001 No.17. 1-8 (2001)