| 研究課題/領域番号 |
25282176
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
小谷 信司 山梨大学, 医学工学総合研究部, 教授 (80242618)
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| 研究分担者 |
渡辺 喜道 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (00210964)
清水 毅 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (40293443)
鈴木 裕 山梨大学, 総合分析実験センター, 助教 (40516928)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 重複肢体不自由者 / ヒューマンマシンインターフェース / 電動車いす |
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| 研究概要 |
これまでの科研費の補助のもとSLAMとSIFTを利用して屋内・屋外環境の2.5次元地図を作成し、視覚障害者の白杖に装着したマルチスポットレーザ光を画像認識し、白杖周辺の3次元情報を取得、視覚障害者を目的地まで安全に誘導するシステムを構築・評価し、その有効性を確認した。さらに三菱財団の補助（H22～H23）のもと、視線とNIRS（光トポグラフィ）による重複肢体不自由者コミュニケーションシステムを実現した。本研究課題は、両者の発展的な融合研究であり、画像センサ、ステレオセンサ、測距センサ、音センサを有し、発話不可能な重複肢体不自由者の目的地までの安全な移動を支援する「絶対にぶつからない」電動車いすを研究開発する。肢体不自由者とシステムのインターフェース（BMI）には、障害の程度に応じて、視線、NIRS、P300（脳波）を利用する。支援学校の屋内・屋外環境下で評価を行い、その有効性を検証する。
平成25年度は要素研究、基礎研究である。被験者は、安全性を考慮して、すべて健常者で行った。平成26年度へ向けてプロトタイプシステムを構築した。
平成22～24年度科研費で研究開発した2.5次元経路地図作成システムを電動車いす用にカスタマイズした。全方位カメラ、前方向計測用の測域センサ（範囲30m）、後方向計測用の測域センサ（範囲8m）、ステレオカメラセンサ、音センサ（マイクロホンアレイ）を搭載した。
単純な移動支援から段階的に一般的な移動支援（環境の一時的変化、他者とのインターラクション）の状況での取り組みを行う。現在の脳性マヒの被験者3名の他に、重度ALS患者の方に協力を依頼し、本研究の一般性と有効性を明らかにすることは非常に意義が高い。
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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25年度は要素研究、基礎研究を行った。被験者は、安全性を考慮して、すべて健常者で行った。平成26年度の研究へ向けてプロトタイプシステムを構築した。
平成22～24年度科研費で研究開発した2.5次元経路地図作成システムを電動車いす用にカスタマイズした。全方位カメラ、前方向計測用の測域センサ（範囲30m）、後方向計測用の測域センサ（範囲8m）、ステレオカメラセンサ、音センサ（マイクロホンアレイ）を搭載した。
なお、当初研究分担者の予定であった研究者が一年間の育児休暇を申請し、本研究課題の分担者から外れたため、ヒューマンマシンインターフェースの部分には、若干の遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度、平成27年度は、応用・実践的研究である。被験者は健常者と重複肢体不自由者で行う。不具合などが発生した場合、健常者の被験者で正しく修正されたことを確認後、重複肢体不自由者で行う。ユーザの指示通りにロボットが移動・行動した場合、危険が発生する場合がある。この状況に対しては盲導犬が行っている「賢い不服従」（ロボット工学三原則の二：ロボットは人間の命令に従わなくてはならない。ただし第一原則に反する命令はその限りではない）の機能を実装することで対応する。
平成25年度に単体テストの終了しているシステムの結合テストを行う。結合テストにおいては、実環境を想定したシミュレーションデータでもシステム全体が動作する枠組みを構築して、さまざまな状況に対応できるようにする。
定期的に支援学校を訪れ、作成したプロトタイプを実際に操作してもらい、改良点の洗い出しを行い、問題点を改善する。平成27年度の評価のフェーズにおいては、システムの知識がないユーザが使用するので、可能な限りシステムの完成度を高める。特にエラー処理には細心の注意を払い、誤動作、誤停止しないようにする。ダイアグ機能、ロギング機能を充実させ、システムの状態、各センサ、各生体信号の状態を時系列的にグラフィカルに表示できる機能を実現する。
平成27年度は、平成26年度に総合テストの終了したシステムを実際の施設の屋内環境、屋外環境で評価する。環境の設定に関しては、支援学校の教諭、施設の医師、看護師の意見を最大限に取り入れ、安全・安心な実験が行える最大限の配慮をする。教室から食堂への移動、玄関から体育館への移動など複数のコースを設定し、他者とのインターラクションが発生するシナリオを複数設定する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初の研究分担者が育児休暇を申請し、本研究課題の分担者から外れたため、その分担者が行う研究に遅れが生じたため
当初の研究分担者の研究内容を博士課程学生に協力してもらい実施する。そのため、前年度未購入予定であった研究設備を今年度購入する
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