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2019 年度 実施状況報告書

手触り感覚脳内モデルの同定と形状・質感を知覚できるロボットハンドへの適用

研究課題

研究課題/領域番号 18K18835
研究機関岡山大学

研究代表者

呉 景龍  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (30294648)

研究分担者 高橋 智  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (20236277)
金澤 右  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20243511)
楊 家家  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (30601588)
呉 瓊  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (40762935)
江島 義道  岡山大学, 自然科学研究科, 客員教授 (60026143)
于 英花  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 特別研究員(RPD) (60812039) [辞退]
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード触覚認知脳機能 / 手触り感覚 / 同定 / 形状・質感
研究実績の概要

医療福祉機器の製作や高質感製品の創出では、手触りだけで形状・質感を知覚できるロボットハンド技術が21世紀の高齢化社会と製品の高品質化に強く求められている。しかし、手による医療福祉行為や触覚品質の評価は医者・職人の経験や主観的手触り感覚の判断に頼っているのが現状で、形状・質感を知覚できるロボットハンド技術はまだ確立されていない。本研究では,申請者らがこれまでに得た触覚認知脳機能に関する知見と応用成果を発展させて、手触り感覚脳内モデルを同定して形状・質感を知覚できるロボットハンドに適用する。
実施状況については、まず、空気圧駆動、fMRI高磁場環境で使用できる材料の厳選などの技術を用いて高精度触覚刺激装置と高解像度脳画像取得デバイスを研究開発した。それから、独自製作の高空間分解能と高精度の触覚実験装置を用いて認知心理学実験、EEG実験とfMRI実験による手触り感覚の脳機能マッピング実験を実施した。さらに、ダブル循環式測定法によるfMRI機能脳画像と脳解剖学の知見を統合としたアプローチを用いて、人間の手触り感覚の脳内モデルの同定を推進している。最終年度の形状・質感認知できるロボットハンドへの適用に向けて、諸準備を進行している。
これらの研究成果は雑誌論文5件をそれぞれFrontiers in Integrative Neuroscience, Experimental Brain Research, Perception, Heliyon, Journal of Neurophysiology国際誌に掲載され、学術会議では9件を発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

医療福祉機器の製作や高質感製品の創出では、手触りだけで形状・質感を知覚できるロボットハンド技術が21世紀の高齢化社会と製品の高品質化に強く求められている。しかし、手による医療福祉行為や触覚品質の評価は医者・職人の経験や主観的手触り感覚の判断に頼っているのが現状で、形状・質感を知覚できるロボットハンド技術はまだ確立されていない。本研究では,申請者らがこれまでに得た触覚認知脳機能に関する知見と応用成果を発展させて、手触り感覚脳内モデルを同定して形状・質感を知覚できるロボットハンドに適用するこを目指している。
これまで下記の研究成果が得られた。まず、高精度触覚刺激装置と高解像度脳画像取得デバイスを研究開発した。それから、独自製作の高空間分解能と高精度の触覚実験装置を用いて認知心理学実験、EEG実験とfMRI実験による手触り感覚の脳機能マッピング実験を実施した。また、人間の手触り感覚の脳内モデルの同定を推進している。最終年度の形状・質感認知できるロボットハンドへの適用に向けて、諸準備を進行している。
得られた研究成果は雑誌論文5件、学術会議での発表9件があった。
以上の理由で、本課題は当初の計画以上に進展していると思われる。

今後の研究の推進方策

医療福祉機器の製作や高質感製品の創出では、手触りだけで形状・質感を知覚できるロボットハンド技術が21世紀の高齢化社会と製品の高品質化に強く求められている。しかし、手による医療福祉行為や触覚品質の評価は医者・職人の経験や主観的手触り感覚の判断に頼っているのが現状で、形状・質感を知覚できるロボットハンド技術はまだ確立されていない。
本研究では,申請者らがこれまでに得た触覚認知脳機能に関する知見と応用成果を発展させて、手触り感覚脳内モデルを同定して形状・質感を知覚できるロボットハンドに適用するこを最終目的としている。
これまで下記の研究成果が得られた。まず、高精度触覚刺激装置と高解像度脳画像取得デバイスを研究開発した。それから、独自製作の高空間分解能と高精度の触覚実験装置を用いて認知心理学実験、EEG実験とfMRI実験による手触り感覚の脳機能マッピング実験を実施した。今後は、人間の手触り感覚の脳内モデルの同定を行い、必要な時に手触り感覚の脳機能マッピング追加実験を実施してモデル同定を完成する。最終的に形状・質感認知できるロボットハンドに適用する。

次年度使用額が生じた理由

人件費・謝金と物品が必要のために、この経費は次年度を使用します。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Bimodal-divided attention attenuates visually induced inhibition of return with audiovisual targets2019

    • 著者名/発表者名
      Xiaoyu Tang, Yulin Gao, Weiping Yang, Yanna Ren, Jinglong Wu, Ming Zhang, Qiong Wu
    • 雑誌名

      Experimental Brain Research

      巻: 237 ページ: 1093-1107

    • DOI

      10.1007/s00221-019-05488-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Does Temporal Expectation Driven by Rhythmic Cues Differ From That Driven by Symbolic Cues Across the Millisecond and Second Range?2019

    • 著者名/発表者名
      Yanna Ren, Zhihan Xu, Fengxia Wu, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi and Qiong Wu, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Perception

      巻: 46 ページ: 515-529

    • DOI

      10.1177/0301006619847579

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimized Configuration of Functional Brain Network for Processing Semantic Audiovisual Stimuli Underlying the Modulation of Attention: A Graph-Based Study2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Xi, Qi Li, Mengchao Zhang, Lin Liu, Guangjian Li, Weihong Lin and Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Frontiers in Integrative Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3389/fnint.2019.00067

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stroking hardness changes the perception of affective touch pleasantness across different skin sites2019

    • 著者名/発表者名
      Jiabin Yu, Jiajia Yang , Yinghua Yu, Qiong Wu, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2019.e02141

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tactile angle discriminability improvement: roles of training time intervals and different types of training tasks2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Wang, Jiajia Yang, Yinghua Yu, Qiong Wu, Jiabin Yu, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, and Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 122 ページ: 1918-1927

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2017.12.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A basic Study on Capacity and Reaction time of Visual working memory for Elderly Memory training2019

    • 著者名/発表者名
      Ting Guo, Yinghua Yu, Yanna Ren, Yiyang Yu, Yuuki hasegawa, Ryosuke Goto, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima1, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] A basic study on relationship between facial expression and cuteness for human-robot emotional communication2019

    • 著者名/発表者名
      Lichang Yao, Qi Dai, Ting Guo, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] A reading assistant system of Chinese text for persons with central visual field loss2019

    • 著者名/発表者名
      Yiyang Yu, Yang Feng, Meng Wang, Qiong Wu, Yulong Liu , Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Contrast Discrimination of Circular Contour Patterns Across Visual Field for Virtual Reality2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Feng, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Different Brain Activation of Phonological and Semantic Processing with Bilinguals Speakers: An fMRI Study2019

    • 著者名/発表者名
      Xiujun Li, Jingjing, Yang, Qi Li, Dan Tong, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Tactile Training Improvement of Same-orientation but Not Different-orientation Discrimination2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Wang, Jiajia Yang, Yinghua Yu, Qiong Wu, Qingqing Li, Jiabin Yu, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Spatial Consistence on Character Recognition of Brain-Computer Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Jingjing Yang, Qi Wu, Xiao Dong, Xiujun Li, Qi Li, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] The Identification and Evaluation for Animal and Other Sounds: The Effect of Presentation Time2019

    • 著者名/発表者名
      Qingqing Li, Qiong Wu, Jiajia Yang, Yiyang Yu, Fengxia Wu, Wu Wang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会
  • [学会発表] The impacts of subliminal priming effect on normal choice and questionnaire choice2019

    • 著者名/発表者名
      Qi Dai, Lichang Yao, Yiyang Yu, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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