2014 Fiscal Year Annual Research Report
操作者の脳活動情報に基づいたマスタ・スレーブ型手術支援ロボットの開発
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14J07261
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
三浦 智 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | ロボット手術 / 脳活動解析 / マスタ・スレーブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではマスタ・スレーブ型手術支援ロボット操作者の脳活動を計測し，操作性を定量化する手法を提案している．これまで仮想空間内のロボットを操作した際の脳活動を解析し，最も賦活する設計案を最適解として導出してきたが，そもそも１．脳活動が操作性の応じて変化するのか，２．針掛け等の時系列毎にフェーズが変化するような複雑なタスクに応用できるのか．また，アームの取り付け位置の他に内視鏡の俯角などもHand-eye coordinationに影響するのではないか，といった２点を主に重要であるためH26年度に検証した．
【１．脳活動が操作性に応じて変化するのか】
マスタとスレーブの先端の姿勢が通常は完全に同期させているのは，姿勢の一致が崩れると操作性が著しく変化するためである．従って本研究ではマスタとスレーブの姿勢の対応関係を多様に変化させ，姿勢が一致している際に脳活動が賦活し，姿勢が一致していない際に脳活動が停滞するのかを実験により確認した．
【２．針掛けタスク時における内視鏡の俯角導出】
これまではタッチングタスクなどの簡易なタスクを行ってきたのに対し，針掛けなどは移動，刺入，捻り，支出といったフェーズが変化するため，タッチングタスクのような一定のタスクではないため，脳機能は連続して変化する．連続して変化した際に脳機能がどう変化し，そしてどのように内視鏡の俯角を導出するべきかを検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた針掛けタスク時における脳活動の賦活量の計測実験は予定どおり実施でき，データの解析および内視鏡の俯角の導出もH26年度内に実施できた．更に，操作性の変化に応じて脳機能が変化するのかは本テーマにおいて根幹を為す実験であり，当実験についても実施できたため，当初の計画以上に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
アームの取り付け位置の他にマスタとスレーブの先端の姿勢の一致が重要であることがH26年度にわかった．マスタとスレーブの姿勢の対応関係に応じて脳機能が変化することはわかったが，どのように変化するのかまでは明らかにできていない．特に実際のマスタ・スレーブ型手術支援ロボットにおいてはマスタとスレーブが常に必ず姿勢が一致しているのは難しく，姿勢の一致の度合いに応じて知覚する操作性がどのように変化するのかを明らかにする必要がある．従って，マスタとスレーブの姿勢の一致の度合いに対する脳機能の活動量をモデル化することを計画している．
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[Journal Article] Evaluation of Hand-Eye Coordination Based on Brain Activity2015
Author(s)
Satoshi Miura, Yo Kobayashi, Kazuya Kawamura, Masatoshi Seki, Yasutaka Nakashima, Takehiko Noguchi, Yuki Yokoo and Masakatsu Fujie
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Journal Title
Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics (JACIII)
Volume: 19
Pages: 143-151
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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