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2015 年度 実績報告書

仮想壁で姿勢を安定化:仮想インピーダンスと振動刺激による歩行時立位姿勢の保持支援

研究課題

研究課題/領域番号 25870242
研究機関横浜国立大学

研究代表者

島 圭介  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50649754)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード立位姿勢保持支援 / ライトタッチコンタクト / 振動刺激 / 倒立振子モデル
研究実績の概要

本研究の目的は,指先へ仮想壁に触れた際の反力を被験者に知覚させてLight touch contactの効果を仮想絵的に与えるVirtual light touch (VLT)法を考案することである.Light touch contact (LTC)はわずかな力で壁やカーテンなどに触れることで立位姿勢動揺が低下する現象である.我々はこの効果をあらゆる空間で被験者に与えるため,仮想的なインピーダンスパラメータ(仮想慣性,仮想粘性,仮想剛性)を有する壁を被験者の周りに生成し,その壁への接触反力を小型の振動子を用いて指先にフィードバックする方法論を構築してきた.これにより,被験者の立位能力を向上させる方法論の確立を目指している.
本年度は,これまでに構築してきたVLT法の有効性を検討する様々な検証と応用を実施した.具体的には,これまで検証してきた仮想壁のインピーダンスパラメータの変化から,加速度センサと小型の振動子を利用した,小型・軽量かつウェアラブルな仮想壁提示デバイスを開発し,加速度センサのみで立位および歩行時に重心動揺を低下させられることを示した[AROB2016口頭発表,SI2015口頭発表など].また,VLT法に基づいて転倒リスクを評価するための立位機能評価法のプロトタイプを開発し,健常若年者と高齢者の立位機能を定量化できるインデックスの可能性を示した[BIOCAS2015口頭発表など].
本研究により,仮想LTCの実現,ウェアラブルデバイスの開発,立位機能評価インデックスの提案を実現した.今後はこれらの成果をもとに,高齢者の転倒予防実現に向けた実用的なデバイス開発へ発展させていく予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electromyographic Prosthetic Hand Using Grasping-Force-Magnification Mechanism With Five Independently Driven Fingers2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takaki, Keisuke Shima, Naohisa Mukaidani, Toshio Tsuji, Akira Otsuka and Takaaki Chin
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 29 ページ: 1586-1598

    • DOI

      10.1080/01691864.2015.1079502

    • 査読あり
  • [学会発表] Investigation of Relationships between Body Sway and Fingertip Vibrotactile Stimulation Based on Virtual Light Touch Contact2016

    • 著者名/発表者名
      Mami Sakata, Keisuke Shima and Koji Shimatani
    • 学会等名
      the Twenty-First International Symposium on Artificial Life and Robotics 2016 (AROB 21st 2016)
    • 発表場所
      Beppu, Japan
    • 年月日
      2016-01-20 – 2016-01-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 仮想ライトタッチコンタクトによる歩行支援システム -ウェアラブルデバイスの開発-2015

    • 著者名/発表者名
      山下 正次, 坂田 茉実, 関島 律, 島 圭介, 島谷 康司
    • 学会等名
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-16
  • [学会発表] A Standing-function Evaluation Method Based on Virtual Light Touch Contact2015

    • 著者名/発表者名
      Mami Sakata, Keisuke Shima, and Koji Shimatani
    • 学会等名
      the IEEE/CAS-EMB Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS 2015)
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2015-10-22 – 2015-10-24
    • 国際学会
  • [学会発表] 仮想壁を利用した立位機能評価法 -高齢者に対する有効性の検討-2015

    • 著者名/発表者名
      坂田 茉実,島 圭介,島谷 康司
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-05
  • [学会発表] Novel Concept for Evaluation of Standing Function Based on Virtual Light Touch Contact2015

    • 著者名/発表者名
      Mami Sakata, Keisuke Shima, and Koji Shimatani
    • 学会等名
      37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2015)
    • 発表場所
      Milan, Italy
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • 国際学会
  • [備考] YNU SHIMA Laboratoly

    • URL

      http://www.bmer.ynu.ac.jp/

  • [産業財産権] 指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラム。2015

    • 発明者名
      島圭介,島谷康司,坂田茉実
    • 権利者名
      島圭介,島谷康司,坂田茉実
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-104744
    • 出願年月日
      2015-05-20

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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