| 研究課題/領域番号 |
18K04063
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
積際 徹 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (90362912)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 人間－機械協調系 / マンマシンインターフェース / ロボット / 高次脳機能 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、人間が行う運動に伴う筋肉や脳機能の賦活状態、生体・生理情報に関わる解析結果と、位置や力データなどに表れる運動に関わるデータを相互的に解析することにより、作業対象が有する動特性や動作特性に対する人間の認知能力・認知特性を明らかにする解析手法の創成である。提案解析手法により得られる結果は、力学的な相互作用を伴う作業の動特性・動作特性の調整や設計を定量的に実現するための有益な基盤情報になり得ると考えられる。これらの基盤情報は、“ヒトを主体とするものづくり”を支える上で有用であり、人間が扱いやすく、操作しやすい機器やロボット、操作インターフェースの設計・調整に役立つことが期待される。
そこで本研究では、作業対象の動特性（慣性、粘性、剛性）や、摩擦特性を伴う作業や運動に関する人間の応答について、光トポグラフィ装置（fNIRS）、筋電計測装置、三次元位置計測装置、力覚センサ等を用いて、人間の脳や筋の賦活状態、運動データ、生体・生理情報を計測する実験を実施し、得られたデータの解析・評価手法の検討を行った。
本年度（2018年度）の研究成果は、計測実験によって得られた各データから、人間の応答や運動データ、生体情報について評価する手法を構築し、その有用性を実験的に明らかにしたことである。
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| 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
平成30年度（2018年度）においては、光トポグラフィ装置（fNIRS）により得られる、作業・運動中における被験者の脳賦活状態に関わる解析手法の開発とその評価を実施し、従来の解析手法では得られなかった知見・結果を得ることができた。これらの知見・結果については、研究期間の2年目において、筋肉の賦活状態、生体・生理情報、位置や力データなどに表れる運動データとともに複合的な解析を実施することで、さらなる解析を進める予定であるが、本年度においては、脳と筋肉の賦活状態における関係性の一端を明らかにできたと考えている。
また、作業対象の動特性（慣性、粘性、剛性）や、摩擦特性を伴う動作特性の可変調整の実現については、多自由度ロボットを用いた実験システムを構築し、本年度においては、その実現可能性を調査し、予備実験を実施したところである。今後は各パラメータの振り幅の決定やヒトの応答に関わるセンシティビティを評価し、その後、本格的な計測実験を行う予定である。作業対象の動特性や、摩擦特性を伴う動作特性がヒトに与える影響に関する本質解明の一端を明らかにするため、次年度以降においては、データ解析手法の確立ならびに解析結果の考察について深化させていく予定である。
なお、上記の実施項目に関して得られた知見・結果については、現在、データ解析と取りまとめを行っており、一部については学会発表を行ったところである。以上より、本年度（2018年度）の達成度は、おおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究期間の2年度目となる2019年度（平成31年度）の研究計画は、(i) 作業対象が有する動特性や動作特性に対するヒトの認知能力や認知特性を解明するため、光トポグラフィ装置（fNIRS）を用いて、被験者の脳機能の賦活状態に関する解析を行うとともに、筋肉の賦活状態や運動データについて同時解析を行い、生体・生理情報を含めた複合データに関する統合解析手法の確立についての検討を行う。また、本年度に引き続き、研究を通して得られた知見・結果を基にして、(ii) 動特性（慣性、粘性、剛性）、摩擦特性を伴う動作特性以外の機械的特性・動作特性に関するヒトの認知能力や認知特性についても、提案解析手法で検証可能かどうかの検討にも着手する予定である。
なお、研究が当初計画どおりに進まない場合の対応として、それぞれの研究実施段階において、PDCA (Plan-Do-Check-Action)サイクルを確立することで常にフィードバックを行い、研究実施計画に支障が生じないよう、改善を図る予定である。また、研究最終年度における研究の総括に向けての準備も整えていく。
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