【研究分野】人間情報学およびその関連分野

【研究領域課題番号】17H06291 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

スマートセンサー情報システム / 人間生活環境 / バーチャルリアリティ / リハビリテーション / 知能ロボティクス / スマートセンサ情報システム / 高齢者 / 前提感覚 / アンビエントノイズ / 姿勢安定化 / 聴覚介入 / IMU / 行動理解 / 奥行知覚 / 知能ロボティックス

【研究成果の概要】

本研究は、前提感覚の衰えによる平衡感覚の低下を音響情報を能動的に聴覚に与えることで補填できなかという問題に着目した。当初、環境雑音を変調する効果を狙った。音響で行動変化を生じさせる場合、音を意識させずに行動変化を誘発する方法と、変化すべき方向や大きさを意識させて行動変化を生じさせる方法がある。後者は学習効果が期待でき積極的なQOLの維持につながる。本研究では音響情報を意識させる方向を選択した。研究は高齢者の歩行様態と空間識との関係の調査などにも向かった。基礎研究として疲労の代謝シミュレーション技術や、運動の様態から拮抗筋の使い方の個人差を推定する方法についても研究成果を得た。

【研究の社会的意義】

高齢者では多様な原因から身体機能が衰えることによってQOLが低下する。筋量、感覚・運動神経系、中枢神経系の漸次的な変化だけではなく、転倒などによる突然の生活の変化も大きな影響を与える。センシングデバイスや情報機器によって身体機能の衰えを補填するだけでなく、機能を維持するための学習効果のある支援ができれば、健康社会を実現するうえで社会的意義も大きい。本研究の学術的意義は、センサーや運動計測に基づいて聴覚を通して運動介入を行うことで平衡感覚の強化による安定な歩容を誘発できる可能性を示したことである。また一般的な運動学習に対する介入方法の基礎的な知見を得ることができた。

【研究種目】挑戦的研究(開拓)

【研究期間】2017-06-30 - 2020-03-31

【配分額】25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)

【研究分野】麻酔科学

【研究領域課題番号】17K11109 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

難治性疼痛 / バーチャルリアリティ / 人工知能 / 医療・福祉 / ユーザインターフェース / リハビリテーション

【研究成果の概要】

アジャストメント可能で多彩な治療タスクを装備したバーチャルリアリティ鏡治療システムを開発した。IoTとAIにより、痛みと習熟度に応じた治療の最適化や治療意欲の向上に有効な激励・教育システムの実装を目指した。痛みの増悪因子を特定するIoTによるデータの収集・分析の機械学習システムを開発し、健常者で良好なシステムの操作性を検証した。激励・教育は治療成果の視覚化とフィードバック・システムを作成し、単調作業の継続的な実施に与える効果を健常者において検証した。諭す機能やソーシャルサポートについても健常者においては検証ができた。難治性疼痛患者においての効果の検証はできなかった。

【研究の社会的意義】

有効な治療法がない難治性疼痛患者を対象にしたバーチャルリアリティ（VR）鏡治療システムへ患者の治療意欲を維持させる仕組みを実装した。治療タスクの種類が増え習熟度に応じて難易度の調整が可能となった。また自らの状態への気づきを促す、正しい行為を褒める、逸脱した行為を諭す説得技術を用いた機能は患者の治療継続につながる可能性を示唆した。一方、痛みの増悪因子の特定のためのIoTを活用したデータ収集システムとデータ分析の機械学習システムを構築できた。痛みを感じながら治療タスクを行なう状況でも、痛みの誘発を最小限に抑えて、しかも治療意欲を向上させる治療システム構築の研究成果は社会的にも意義がある。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】リハビリテーション科学・福祉工学

【研究領域課題番号】17H02132 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

視覚認知障害 / バーチャルリアリティ / 視覚情報呈示装置 / 画像変換手法 / 視覚情報呈示 / バーチャルリアリティ技術 / リハビリテーション / 福祉用具、支援機器 / 視空間認知 / 福祉支援工学 / 3次元視覚情報呈示 / IoT / Iot

【研究成果の概要】

脳卒中の後遺症の一つに視空間認知障害があり、リハビリテーション治療の重大な阻害因子となる。本件では、視覚情報呈示に加え、超小型センサを搭載することにより歩行という動的条件下での視覚認知障害に関する特性を見いだし、検査・訓練・支援として3 次元ヘッドマウンテッドディスプレイ(HMD)システムの開発研究を実施した。成果として、本システムを用いることにより、空間無視障害に関して、3次元空間内において紙面上の通常検査では明らかにされていない症状を呈している可能性が示唆された。加えて、動的歩行支援のためのセンサを搭載した3D-HMD システムを開発し、本システムを支援機器として用いる可能性を見いだした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)

【研究分野】制御工学

【研究領域課題番号】17206045 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ロボットスーツ / サイバニクス技術 / 下肢動作支援 / パラメータ調整 / 環境確認 / 医療福祉 / バーチャルリアリティ / インタラクション / サイバニクス / 医療・福祉 / リハビリテーション / 感性情報学 / サイバーノイド / パワードスーツ / サイバニックカーネル / サイバノイド

【研究成果の概要】

本研究ではCybernetics, Mechatronics, Informatics を中心として, 脳・神経科学, 行動科学, システム制御工学, ロボット工学, IT 技術, 心理学, 生理学, システム統合技術などが融合複合した人間・機械・情報系の融合複合新領域「サイバニクス」を駆使し, 人間の意思に従う随意制御機能とロボット的自律制御機能を両立するハイブリッド制御機能など, 様々な機能を複合した「サイバニックロボットスーツ」を開発し, 開拓によって得られた各種技術を多くの分野で適用可能な次世代基盤技術として体系化した.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2008

【配分額】43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)