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2018 年度 実績報告書

筋感覚シナジーのメカニズム解明と随意運動アシスト制御技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K00374
研究機関長崎大学

研究代表者

田中 良幸  長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40336920)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード筋感覚 / 生体運動制御メカニズム / 人間機械系
研究実績の概要

最終年度は,①両腕による二次元拘束円軌道の有無による反力知覚特性への影響を健常者6名に対して測定・解析した.そして,②訓練者二名で行う協働型上肢運動リハビリテーションへの応用展開を実施した.①では,両手で操縦するハンドルに仮想的な円軌道を設定した拘束運動時と自由運動時において,操縦速度を一定として左右の粘性の大きさ(0,5,10,15 Ns/m)を変えて操縦負荷の大きさを知覚・判断させた.その結果,操縦負荷が中程度においては,拘束円運動時の方が正答率は高くなる傾向を確認した.また,手先力と上肢筋活動の関係に注目して力学的解析を実施し,拘束条件の有無による差異を確認した.②では,VR空間内のボードの傾き(ピッチ・ヨー角)を訓練者二人がペアになって左右のハンドルを自由に二次元水平面で動かして調整し,ボールをボード上のパネルを全て通過させるボール転がしタスクを作成した.そして,左右ハンドルの運動とピッチ・ヨー角の対応を変化させて,健常者4名によるペア5組に対して操縦テストを実施した.その結果,同じ操縦負荷であっても,左右ハンドルの運動とピッチ・ヨー角の対応関係によってタスクの遂行時間と手先運動は異なるが,それらの物理的指標と操作感に対する主観的評価結果には相関があることを確認した.
研究期間全体を通じて得られた研究成果を踏まえると,違和感の少ない操縦アシストを実現するには,操縦負荷の大きさに加えて,操縦パターンに対する拘束軌道の与え方と操縦方向による影響も積極的に考慮しなければならないことがわかった.そしてまた,ビジュアル・フィードバックとの連動は,操作感を向上させるために効果的ではあるが,運動アシストとのタイミング一致が重要であることも確認できた.今後の研究課題の一つとしては,上述した複数の要因を組み合わせた操縦タスクを加えて,さらなる実験的測定と力学的解析が必要であると考える.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Genoa(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Genoa
  • [学会発表] VR システムを用いた身体可操作性スコープの開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中 良幸,青山 忠義,塩川 満久
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会 Robomech2019
  • [学会発表] ボール転がしタスクによる協働型上肢運動訓練支援システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      和田 将太,田中 良幸
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第50回学生員卒業研究発表講演会
  • [学会発表] Robotic Hand-Free-Stick for Walking Balance Assistance2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TANAKA, Naoki OYAMA, Takazumi TAKENAKA
    • 学会等名
      2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] A Robotic Rehabilitation System for Cooperative Motor Training: A Preliminary Study in A Balance Seesaw Task2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki TANAKA, Ryuma GOTO
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] 双腕による回転運動における反力知覚特性の力学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      秀島 悠記,田中 良幸
    • 学会等名
      第27回MAGDAコンファレンス
  • [学会発表] 双脚型ハンドフリー・ステッキのプロトタイプ開発2018

    • 著者名/発表者名
      竹中 貴澄,小山 尚貴,田中 良幸
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会 Robomech2018
  • [学会発表] 自動車運転における手足の運動特性と知覚特性の簡易解析評価システム2018

    • 著者名/発表者名
      田中 良幸,上田 康博,下山 英晃
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会 Robomech2018
  • [備考] 長崎大学大学院工学研究科 田中良幸研究室

    • URL

      http://hms.mech.nagasaki-u.ac.jp

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公開日: 2019-12-27  

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