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2021 年度 実績報告書

身体ダイナミクスを可視化する機能的トモグラフィの開発と身体制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H04189
研究機関東京大学

研究代表者

吉元 俊輔  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (00646755)

研究分担者 黒田 嘉宏  筑波大学, システム情報系, 教授 (30402837)
大城 理  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90252832)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードトモグラフィ / 電気的計測 / 身体ダイナミクス / イメージング
研究実績の概要

本研究では,運動に関連した多様な生体物理現象の電気的な計測に基づいて身体ダイナミクスを推定する,機能的トモグラフィ技術の確立を目的とし,(a) 身体調和性を目指す装着部のメカトロニクス設計,(b) 生体電気計測の極限に迫るエレクトロニクス設計,(c) 精緻な推定を可能にする連成逆問題の解法アルゴリズム設計に取り組んだ.
最終年度は,計測性能向上に関する研究と具体的な身体ダイナミクスを対象とした評価を実施した.まず,トモグラフィ式の接触圧力分布センサの時空間性能を向上させるため,電極の構造設計および計測時の励起手法の改善に取り組み,時間分解能を4~8倍向上させつつ,空間性能を5~15%程度改善することを可能にした.これらの成果を利用し,新しい入力インタフェースの構築も行った.さらに,一般的な電気インピーダンストモグラフィ (EIT)を改善する方法として,電極電流に誘導電流を加えて空間分解能を改善する手法の提案を行い,局所的な空間分解能改善できる可能性を示した.次に,渦電流とEITを利用して温度分布を計測する手法の開発を行い,その基礎原理の検証を行った.最後に,触覚刺激が身体に与える影響を明らかにすることを目的とし,圧力刺激に対する力感覚の知覚特性や,電気刺激と熱刺激の同時提示に対する温冷知覚特性の評価についても実施した.また,立ち上がり動作を対象として振動刺激や初期姿勢が体勢知覚に与える影響についても評価を行い,身体ダイナミクスに関する様々な特性を明らかにした.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Influence of Electrode Positions on Performance of Hand Motion Capture Using EIT2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Shunsuke、Toyoda Yumi、Yamamoto Akio
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics

      巻: 4 ページ: 285~288

    • DOI

      10.1109/TMRB.2021.3125321

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pressure Stimulus to the Palm Substitutes and Augments Force Sensation2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Shunsuke、Yamamoto Akio
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Haptics

      巻: 14 ページ: 930~935

    • DOI

      10.1109/TOH.2021.3087230

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 経皮電気刺激が熱刺激による温冷知覚に与える効果の評価2022

    • 著者名/発表者名
      春田鴻志,山本晃生,吉元俊輔
    • 学会等名
      ハプティクス研究委員会第28回研究会
  • [学会発表] 2つのコイルを用いた非接触温度計測における励磁・計測条件の評価2022

    • 著者名/発表者名
      林実朝, 吉元俊輔, 山本晃生
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 誘導電流による電気インピーダンストモグラフィの空間分解能改善に関する基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      遠山陸生, 吉元俊輔, 山本晃生
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 生体インタフェースの基礎とその応用技術2022

    • 著者名/発表者名
      吉元俊輔
    • 学会等名
      日本テクノセンターセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] ソフトグリッパのための多孔体を用いたトモグラフィ式触覚センサの設計と特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      船戸舜生,吉元俊輔,小島明,坂本航士,山本晃生
    • 学会等名
      第22回計測制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • [学会発表] Effects of Continuous and Intermittent Vibration Stimulations on Perception of Lower Limbs in Reaching Movements2021

    • 著者名/発表者名
      D. Hagimori, N. Isoyama, S. Yoshimoto, N. Sakata, and K. Kiyokawa
    • 学会等名
      IEEE World Haptics Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 高さ調節が可能な椅子に対する座位姿勢が立位感と姿勢認知に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      萩森大貴,磯山直也,吉元俊輔,内山英昭,酒田信親,清川清
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会ハプティクス研究委員会第27回研究会
  • [産業財産権] 触覚センサ及び触覚センサの製造方法2021

    • 発明者名
      吉元俊輔, 坂本航士
    • 権利者名
      吉元俊輔, 坂本航士
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-179165

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公開日: 2022-12-28  

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