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2022 年度 実績報告書

発声障害者のための筋電位信号を用いた発声補助・支援用デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K11226
研究機関日本文理大学

研究代表者

大惠 克俊  日本文理大学, 工学部, 教授 (80388123)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード発声補助装置 / 筋電位信号 / 人工喉頭 / 食道発声法 / リハビリテーション
研究実績の概要

令和4年度においては,主としてArduino+Myoware化した食道発声法訓練支援デバイスと人工喉頭制御システムの精度向上に関する研究を実施した.
食道発声法訓練支援デバイスに関しては,データの平滑化を行う際の移動平均の条件を改良することで,前年度より精度の高いデータ処理が可能となった.また電極の貼付位置に関してはより簡便に適切な箇所へ貼付することが可能となった.人工喉頭制御システムに関しては,Arduinoの制御プログラムの改良により音声の高さを3段階に制御可能となった.本システムを小型化,ユニット化することで実用試験に供することが可能となると考える.これら2テーマに関しては,実用化の一歩手前まで進めることができたと考えられる.
研究期間全体を通じて,当初目的としていたテーマのうち人工喉頭システムの制御システム,食道発声法訓練デバイスに関しては,ほぼ計画通り実施することができた.いずれも小型化,高精度化,さらに低価格化を目的としてArduinoを用いたシステムの試作に成功した.発声補助用小型ポンプに関しては,従来形状の改良から空気の粘性を利用した新しいポンプユニットの提案と有限要素解析までを行った.その過程においてより効率の高い形状(真空エジェクタ)に着目することができ,今後の研究課題となった.スピーキングバルブに関しては,スライド式バルブの考案と有限要素解析までを行ったが,実現可能な形状にまで煮詰めることができず,達成度としては不十分であったと考える.人工喉頭本体の改良に関しては人的リソースの不足から,形状およびメカニズムの提案程度しか実施できず,次年度以降の課題となった.
所属を移動したことで一部の研究が滞ったが,2023年度より新規採択された科研費により滞っていたテーマを含めて研究を進める予定である.また新型コロナの影響も収まったので,実地テストも行う予定である.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 食道発声法練習デバイスへの筋電位信号適用の提案と試作2023

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,印口里桜乃,渋沢良太,中茂睦裕
    • 学会等名
      制御研究会
  • [学会発表] Proposal and prototype of an esophageal speech training device using myoelectric signals2023

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Oe, Shuto Ohara, Riono Inguchi, Ryota Shibusawa, Mutsuhiro Nakashige
    • 学会等名
      Association for the Advancement of Assistive Technology in Europe 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Arduinoを用いた電気式人工喉頭制御ユニットの改良2022

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,渋沢良太,中茂睦裕
    • 学会等名
      第36回リハ工学カンファレンス from 中国・四国支部
  • [学会発表] ArduinoとMyowareを用いた電気喉頭制御システムの試作2022

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,屋宮惇人
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
  • [学会発表] Arduinoを用いた安価な電気式人工喉頭制御システムの提案2022

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,屋宮惇人
    • 学会等名
      第30回インテリジェント・システム・シンポジウム
  • [学会発表] 食道発声法練習デバイスの信号処理に関する検討をArduinoを用いた試作2022

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,印口里桜乃
    • 学会等名
      第9回サイレント音声認識ワークショップ
  • [学会発表] Proposal of a control unit with Arduino for myoelectric control type electrolarynx2022

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Oe, Mutsuhiro Nakashige
    • 学会等名
      Australian Assistive Technology Conference 2022
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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