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2016 年度 実績報告書

身体への融合を脳内に誘発する福祉ロボットの制御技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26242061
研究機関早稲田大学

研究代表者

藤江 正克  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (20339716)

研究分担者 井上 剛伸  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), その他部局等, 研究部長 (40360680)
横井 浩史  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90271634)
中島 康貴  九州大学, 工学研究院, 助教 (00632176)
小林 洋  早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, 主任研究員 (50424817)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード福祉ロボット
研究実績の概要

本研究では,使用者が脳内でロボットを自身の身体の一部として知覚可能な制御技術の開発を目指している.「道具の身体化」という脳内の認知モデルに着目し,ロボット・人間一体型という一個体として制御することを目的とする.最終年度の成果を以下に記す.
1.身体化を脳内に誘発可能な制御:上肢切断者において皮膚表面形状の変化である筋隆起を計測し、意図する手関節角度の推定を行った.筋隆起は上肢切断者においても認められ,手関節角度の推定に使用可能であることを確認した.従来の義手自由度のパターン制御に対し,意図する角度を出力可能な比例制御を実現することにより操作者にとって身体化を誘発するための制御手法を搭載した機器の提供が可能となることが期待される.
2.身体化を知覚可能な義肢の実装: 昨年度までに開発した電動義手を日常生活で使用するための装飾手袋を開発し,伸縮可能な筋電センサバンドと共に実装した.また,3Dプリンタを用いた義肢装具の部品を使用する上での部品強度の評価を行うことで,前腕切断者において身体化を知覚可能にするために必要な義手本体・センサ・手袋の実装に関する知見を得た.
3.身体化による全身協調動作の評価:本研究が対象とする適用先の一つである電動義手に関して,義手の制御性能だけでなく身体計測を用いた評価を行った.自由度の少ない義手を使用することによる可動関節の減少により,残存する他の関節に代償的な運動が生じる際の上肢動作を計測し評価した.義手を身体の一部として知覚するために,各関節が協調的に動作することによる代償運動の少ない義手の操作方法の提案が必要であることがわかった.

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Control strategy of hand movement depends on target redundancy2017

    • 著者名/発表者名
      Shunta Togo, Toshinori Yoshioka, Hiroshi Imamizu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: Vol. 7, No. 45722 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1038/srep45722

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] sEMG Sensor Using Polypyrrole-coated Nonwoven Fabric Sheet for Practical Control of Prosthetic Hand2017

    • 著者名/発表者名
      Yinlai Jiang, Takeru Togane, Baoliang Lu, Hiroshi Yokoi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: Vo. 11, No. 33 ページ: 1-12

    • DOI

      0.3389/fnins.2017.00033

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エラストマーゲルを用いた筋電義手のための装飾手袋の開発2016

    • 著者名/発表者名
      矢吹 佳子,棚橋 一将,星川 英,中村 達弘,姜 銀来,加藤 龍,横井浩史
    • 雑誌名

      日本義肢装具学会誌

      巻: 第32巻3号 ページ: 177-185

    • 査読あり
  • [学会発表] 脊損・頸損者に対する体温制御の試み2017

    • 著者名/発表者名
      高嶋淳
    • 学会等名
      ヒューマンセントリックロボティクス研究専門委員会 第9回若手研究会
    • 発表場所
      佐賀、日本
    • 年月日
      2017-01-28
  • [学会発表] Force-magnification mechanism with artificial tendon sheath for myoelectric prosthetic hand for children2016

    • 著者名/発表者名
      Hesong Ye, Xiang Feng, Yoshiko Yabuki, Shunta Togo, Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      IEEE International Conference on robotics and biomimetics (ROBIO2016)
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋隆起分布を用いた意図する関節角度の推定2016

    • 著者名/発表者名
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • 学会等名
      The 13th IEEE Towers
    • 発表場所
      東京、日本
    • 年月日
      2016-12-03
  • [学会発表] 筋特性を考慮に入れた筋隆起形状変化に基づく手関節角度の推定2016

    • 著者名/発表者名
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • 学会等名
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • 発表場所
      富山、日本
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [学会発表] 義手操作能力評価に向けた書字動作時の躍度による遠位動作評価手法の構築2016

    • 著者名/発表者名
      南雲春乃,加藤陽,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • 学会等名
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • 発表場所
      富山、日本
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-13
  • [学会発表] Distribution of the Muscle Bulge of an Upper Limb Amputee for Joint Angle Estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • 学会等名
      Cybathlon Symposium
    • 発表場所
      Kloten, Switzerland
    • 年月日
      2016-10-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Joint Angle Estimation using the Distribution of the Muscle Bulge on the Forearm Skin Surface of an Upper Limb Amputee2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • 学会等名
      IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics (SMC 2016)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-14
    • 国際学会
  • [学会発表] 視線計測に基づいた移動支援器Tread-Walkの操作性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 劉思佳, 呂筱薇, 曹暘, 松本侑也, 二瓶美里, 安藤健, 小林洋, 藤江正克
    • 学会等名
      生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2016(LIFE 2016)
    • 発表場所
      東北大学、宮城
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [学会発表] Wrist Joint Angle Estimation by Means of Muscle Bulge based on Deformation of the Forearm Skin Surface2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kato, Yuya Matsumoto, Yo kobayashi, Masakatsu G. Fujie, Shigeki Sugano
    • 学会等名
      World Automation Congress(WAC)
    • 発表場所
      Puerto Rico
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Myoelectric Hand Incorporating a Residual Thumb for Transmetacarpal Amputees2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Murai, Suguru Hoshikawa, Shintaro Sakoda, Yoshiko Yabuki, Masahiro Ishihara, Tatsuhiro Nakamura, Takehiko Takagi, Shinichiro Takayama, Yinlai Jiang and Hiroshi Yokoi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Intelligent Autonomous Systems (IAS-14)
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2016-07-03 – 2016-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋隆起形状変化に基づく手関節角度推定に対する角度変化幅の影響2016

    • 著者名/発表者名
      加藤陽,松本侑也,小林洋,藤江正克,菅野重樹
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      横浜、日本
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] 福祉機器のための熱溶解積層法3Dプリンタによる造形物の評価手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      高嶋淳、庄司 瞳、相川 孝訓、中村隆、手嶋 吉法、井上 剛伸、硯川 潤
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      横浜、日本
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [備考] 横井浩史研究室

    • URL

      http://www.hi.mce.uec.ac.jp/yklab/index.html

  • [産業財産権] 信号測定装置、及び信号測定方法2017

    • 発明者名
      横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太
    • 権利者名
      横井浩史,姜銀来,東郷俊太,矢吹佳子,村井雄太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      029981
    • 出願年月日
      2017-02-21

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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