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2023 年度 実施状況報告書

身体図式と身体像の乖離が歩行運動の運動再学習過程に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K17630
研究機関東京工業大学

研究代表者

内富 寛隆  東京工業大学, 情報理工学院, 特任准教授 (30886932)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2027-03-31
キーワード身体図式 / 身体像 / 歩行運動 / 運動再学習 / 認知運動療法 / 人工知能 / 運動計測 / 身体感覚
研究実績の概要

本研究では、身体図式と身体像の乖離が歩行運動の運動再学習過程に及ぼす影響の解明するために、第2年度(2023年度)は昨年度に引き続き、研究項目1「歩行運動における身体図式と身体像の乖離の評価」と研究項目2「身体図式と身体像の乖離に基づく外的フィードバックが歩行運動に及ぼす影響の分析」を並行して進めてきた。
研究項目1においては身体図式と身体像が乖離した状態における身体の運動の評価を更に推進した。具体的には、ヘッドマウントディスプレイを介した仮想空間において実身体と等身大の仮想身体を表示し、実身体の姿勢に対して仮想身体の姿勢を相違させることで身体図式に対して身体像を乖離させ、この時の実身体の運動特性を、光学式モーションキャプチャーシステムを用いて評価した。その結果、仮想身体の姿勢が実身体と一致して運動した場合と比較して、仮想身体の姿勢が実身体と相違した場合では、自己身体認知が変化するとともに、実身体の運動軌道が変化することが示唆された。
研究項目2においては身体図式と身体像の乖離に基づく外的フィードバックのシステムの開発を更に推進した。具体的には、2022年度の成果であるIMUセンサを用いた歩行計測システムを発展させ、カメラ画像とフュージョンすることで、オクルージョンに対してロバストに歩行時の全身の運動を計測可能なシステムを開発した。また、IMUセンサを用いた歩行分析に基づいて外的フィードバックを行う仮想身体を生成可能なアバターシステムの開発を開始した。今後着手予定の研究項目3としての「身体図式と身体像の乖離が緩和することによる運動再学習過程への有効性の調査」の予備的検討として、IMUセンサに基づく歩行分析を用いて、股関節疾患患者の歩行特性の調査も行った。

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

本研究の目標は、身体図式と身体像の乖離が歩行運動の運動再学習過程に及ぼす影響の解明することであり、第2年度(2023年度)は、(1)身体図式と身体像が乖離した状態における身体の運動を評価すること、および(2)IMUセンサを用いた歩行計測システムを発展させることで外的フィードバックを生成するためのシステムの技術基盤を確立することに成功した。その結果、おおむね想定通りの成果を達成することができた。

今後の研究の推進方策

第3年度(2024年度)は、第2年度(2023年度)の成果である技術基盤を発展させ、仮想現実空間および拡張現実空間の技術を活用して歩行運動に対して外的フィードバックを行うシステムの開発を行う。そのうえで、研究項目2としての身体図式と身体像の乖離に基づく外的フィードバックが歩行運動に及ぼす影響の分析を継続的に推進してまとめ、研究項目3の基礎検討につなげる予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度において当初想定していた実験の予定が実験参加者等の都合により後倒しとなり、次年度に実施する予定とした。したがって、次年度の実験実施に必要となる備品購入および旅費等に使用する計画とした。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023

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

  • [雑誌論文] Effects of avatar shape and motion on mirror neuron system activity2023

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, Y., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 17 ページ: 1~11

    • DOI

      10.3389/fnhum.2023.1173185

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of mild Parkinson’s disease: data augmentation of time-series gait data obtained via inertial measurement units2023

    • 著者名/発表者名
      Uchitomi, H., Ming, X., Zhao, C., Ogata, T., Miyake, Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 1~14

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39862-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reducing the device complexity for 3D human pose estimation: A deep learning approach using monocular camera and IMUs2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao, C, Uchitomi, H., Ogata, T., Ming, X., Miyake, Y.
    • 雑誌名

      Engineering Applications of Artificial Intelligence

      巻: 124 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1016/j.engappai.2023.106639

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of Multimodal Emotional Stimulations on Brain Activity: An Electroencephalographic Study2023

    • 著者名/発表者名
      Gao, C., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 23 ページ: 1~27

    • DOI

      10.3390/s23104801

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cross-Sensory EEG Emotion Recognition with Filter Bank Riemannian Feature and Adversarial Domain Adaptation2023

    • 著者名/発表者名
      Gao, C., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 雑誌名

      Brain Sciences

      巻: 13 ページ: 1~25

    • DOI

      10.3390/brainsci13091326

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] VR空間における自己身体認知が運動に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      菊地 陽樹, 伊東 佳樹, 内富 寛隆, 三宅 美博
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2023
  • [学会発表] 体外離脱体験の視聴覚同期刺激への拡張2023

    • 著者名/発表者名
      餌打 優太, 内富 寛隆, 三宅 美博
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2023
  • [学会発表] VR空間におけるアバタとの協調歩行が身体化感覚に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      小島 寛太郎, 内富 寛隆, 緒方 大樹, 三宅 美博
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2023
  • [学会発表] Gait Phase Detection by Shank worn IMU and Deep Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Jin, Y., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2023
  • [学会発表] WM Gait Checker を用いた人工股関節全置換術前後における歩行パラメータの変化2023

    • 著者名/発表者名
      喜古 勇,松原 正明,緒方 大樹,内富 寛隆,三宅 美博.
    • 学会等名
      リハビリテーション医学会学術集会
  • [学会発表] 歩行分析計 WM GAIT CHECKER Pro による時空間的歩行軌道分析の臨床的応用2023

    • 著者名/発表者名
      内富 寛隆,緒方 大樹,稲葉 彰,織茂 智之,三宅 美博.
    • 学会等名
      リハビリテーション医学会学術集会
  • [学会発表] Pilot study of Gait Rehabilitation using Full-Body Synchronized Avatar with Enhanced Sense of Embodiment2023

    • 著者名/発表者名
      Tan, G., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 学会等名
      Proceedings of The 14th Annual Meeting of Japanese Society for Neural Repair and Neurorehabilitation (JSNRNR)
  • [学会発表] IMUs Based Gait Trajectory Measurement for Medical Application with Kinematic Constraint in Lower Body2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang, J., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 学会等名
      Proceedings of The 14th Annual Meeting of Japanese Society for Neural Repair and Neurorehabilitation (JSNRNR)
  • [学会発表] Influence of Gait Synchronization on Gait Asymmetry in Side-by-side Walking for Clinical Application2023

    • 著者名/発表者名
      Lu, Y., Uchitomi, H., Miyake, Y.
    • 学会等名
      Proceedings of The 14th Annual Meeting of Japanese Society for Neural Repair and Neurorehabilitation (JSNRNR)

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公開日: 2024-12-25  

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