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2016 年度 実績報告書

操作者の筋活動量解析による身体性を考慮した手術支援ロボットの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H07265
研究機関早稲田大学

研究代表者

三浦 智  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (70724566)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
キーワード医用システム
研究実績の概要

ハプティックな反力を術者に返す手術支援シミュレーションを開発した.シミュレーションは2つのハプティックデバイスを用いて両手で操作し,針を臓器面の特定のポイントに刺入し,そしてまた別のポイントから刺出するタスクを想定している.この針をかけるタスクは,手術の多様な手技の中でも特に難しいものの1つとして挙げられるために選択した.これまでの手術支援シミュレーションは,視覚的な変化のみに留まり,動力学的な反力を返すことがされていなかった.そのため,臓器面へのマニピュレータの透過など,操作者が意識しなければ操作の複雑さを無視できてしまうシステムであった.そのため,手術支援シミュレーションに動力学的な反力を操作者に返し,あたかも臓器などにマニピュレータが触れているまたは衝突しているかのような感覚で操作を可能とする.シミュレーションのベースとなる動力学を新調し,反力を返すメカニズムについても独自に開発した.マニピュレータについてもより寸法や系を実際に近い形に更新し,より多様な構造で試験できるように開発した.
開発したシミュレーションを用いて試験的に筋活動量を計測できることを確認した.計測の際には,モーションキャプチャシステムおよび筋電計を用いて,シミュレーションを操作中の術者がどのように筋活動量を発揮しているのかを計測した.マニピュレータの構造や軌道によっては冗長な操作となり,筋活動に負担が生じていることが明らかになった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

筋活動量の計測方法の構築だけに留まらず,ハプティックな反力を返すシミュレーションとして新たに開発した.これにより,より臨床に近い環境でロボットの設計および評価ができるようになったため.

今後の研究の推進方策

新たなシステムの構築により,筋活動量の計測が可能となった.このシステムを用いて筋活動量の計測を繰り返し,手術支援ロボットの構造最適化を実施する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A method for using one finger to press three separate keys on a three-dimensional keyboard designed to be mounted on a mouse2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomohiro、Miura Satoshi、Kobayashi Yo、Fujie Masakatsu G.
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40648-015-0039-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pupil Variation Applied to the Eye Tracking Control of an Endoscopic Manipulator2016

    • 著者名/発表者名
      Yang Cao, Satoshi Miura, Yo Kobayashi, Kazuya Kawamura, Shigeki Sugano, Masakatsu G. Fujie
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 1 ページ: -

    • DOI

      10.1109/LRA.2016.2521894

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An image processing method for changing endoscope direction based on pupil movement2016

    • 著者名/発表者名
      Cao Yang、Miura Satoshi、Liu Quanquan、Kobayashi Yo、Kawamura Kazuya、Sugano Shigeki、Fujie Masakatsu G.
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40648-016-0042-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pupil Variation Applied to the Control of an Endoscope2016

    • 著者名/発表者名
      Yang Cao, Satoshi Miura, Yo Kobayashi, Kazuya Kawamura, Shigeki Sugano, Masakatsu G. Fujie
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA'16)

      巻: - ページ: 531-538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brain Wave Measurement while Touching Task of a Virtual Arm for Intuitive Robotic Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Miura, Junichi Takazawa, Kazuya Kawamura, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Masakatsu G. Fujie
    • 雑誌名

      Proceedings of 2016 World Automation Congress (WAC'16)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/WAC.2016.7582953

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pupil Variation for Use in Zoom Control2016

    • 著者名/発表者名
      Yang CAO, Yo Kobayashi, Satoshi Miura, Kazuya Kawamura, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • 雑誌名

      Proceedings of 2016 IEEE Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO'16)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ROBIO.2016.7866368

    • 査読あり
  • [学会発表] 脳活動計測を用いたマスタ・スレーブの先端姿勢誤差に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      三浦智,川村和也,小林洋,宮下朋之,藤江正克
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH2016)
  • [学会発表] 操作者の脳活動解析を用いた遠隔操作ロボットの最適化設計2016

    • 著者名/発表者名
      三浦智,川村和也,小林洋,藤江正克
    • 学会等名
      Motor Control 研究会2016
  • [図書] Computer Aided Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Masakatsu Fujie
    • 総ページ数
      3-15
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-4-431-55810-1
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/view/satoshi-miura

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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