感覚情報伝達機能を備えたバイオミメティック筋電義手の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12558113
• 研究機関: 大阪電気通信大学
• 研究代表者: 吉田 正樹 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (30174949)
• 研究分担者: 奥野 竜平 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (90294199) ; 赤澤 堅造 大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30029277) ; 西原 一嘉 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (80098087)
• キーワード: 筋電義手 / 制御装置 / 感覚情報伝達 / 電気刺激 / 干渉波

研究概要

本研究の目的は、切断者が日常生活において使用可能なプロトタイプの筋電義手を試作し、その有用性を示すと共に、実用化の可能性を明らかにすることである。以下本年度の成果を項目別に示す。
手先部制御回路の開発
携帯可能で電池駆動による手先部制御回路を設計試作した。昨年度までに行ったCPUの変更に伴う制御プログラムの開発、モータドライバー回路を作成に続き、手先部の張力検出回路のオフセット自動調整回路とそのためのプログラムを開発した。この結果、日常生活において温度変化など環境変化に安定して対応できるようになった。
感覚情報伝達装置の試作
伝達のための電気刺激方式を2種類検討した。1つは、位相の異なる2つの5kHzの電流を生体に流し、生体内で干渉させ刺激する方法である。この方法を用いると、低電圧で刺激可能であり、さらに位相差を変えることにより、電極を固定したまま刺激部位を変化させることが可能であることを確認した。さらに本手法の特徴のひとつである、刺激時も筋電信号計測可能である点であることも確認した。もうひとつの方法として、2種類の刺激を時間的に連続して生体に印可するバーバル情報伝達方式を検討した。この方法を用いる義手の状態などを95%程度の正確さで伝えられることを確認した。
昨年度までの成果と今年度の結果により、要素技術の開発が完了した。今後要素技術を集約しバイオミメティック筋電義手のプロトタイプを試作する予定である。

研究成果

• [文献書誌] 吉田正樹, 寺尾宗亮, 山原寿貴: "筋張力推定のための筋電図処理最適遮断周波数"生体医工学. 41,特別号. 119 (2003)
• [文献書誌] 佐々木陽子, 中山宜久, 矢田慶太, 吉田正樹: "固定電極による刺激部位の移動のための刺激方法の検討"生体医工学. 41,特別号. 481 (2003)
• [文献書誌] 藤川正寛, 奥野竜平, 吉田正樹, 赤澤堅造: "Biomimetic Myoelectric hand with Easily Programmable Microprocessor and High Torque Motor"生体医工学シンポジウム2003 予稿集. S13-1 (2003)
• [文献書誌] 佐々木陽子, 矢田慶太, 吉田正樹: "干渉波の位相差変化による感覚フィードバックシステムの検討"生体医工学. 41,秋季特別号. 111 (2003)
• [文献書誌] Yoko Sasaki, Keita Yada, Masaki Yoshida: "New stimulation method for stimulus point movement"Proceedings of 25th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 1655-1657 (2003)