視覚障害教育における情報補償機能を備えた動作分析シミュレータの開発

具有信息补偿功能的视障教育运动分析模拟器的研制

• 批准号: 19K14311
• 负责人: 佐久間 亨
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tsukuba University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14311/
• 关键词: 視覚障害; 筋電図; 直観的理解; 運動学; 教材; 触覚; 情報補償; 理学療法士; 教育; ロボット

本研究の目的は視覚障害を有する理学療法学専攻学生のための運動学分野の教材を作成することである。本年の実績は以下の通りである。１．筋電アニメーションシステムの開発筋電アニメーションシステムは、スポーツセンシング社の無線筋電センサとSDK、そしてGoogle社が提供するスケルトン（人型の骨組み）トラッキングAPIであるMediapipeを使用して開発を行った。このシステムでは、Webカメラから取得した人の画像に半円とスケルトンを重畳することで、筋肉のはたらきや身体の動きをリアルタイムに可視化している。ここで、半円は筋電位の大きさを表し、スケルトンは身体の動きを見やすくするために用いている。システムの実装では大きく分けて可視化とUI・操作性の2つの点を工夫した。２．視覚障害学生の運動学教育への筋電アニメーションシステムの活用基礎運動学実習はヒトの身体運動をバイオメカニクスの観点から学ぶもので、理学療法学専攻の2年生を対象としている。筋電アニメーションシステムは、本実習における「立ち上がり・座り込み動作の分析」と「歩行動作の分析」で動作中の筋活動の大きさと力発揮のタイミングを観察する手段として用いられた。無線型筋電センサの取り付けと実験被験者は学生達が交代で務めた。計測データはリアルタイムで大型ディスプレイにアニメーションとして表示され、教員が解説を加えた。実習時間は180分であった。実習終了時には筋電アニメーションシステムの視覚障害補償の有用性について学生からアンケートをとった。動作分析において筋活動を捉える手段として、筋電アニーメンションは筋電図波形と比べて理解しやすかったですか、という問に対して、50％の学生が「理学しやすい」と答え、残りの50％の学生は「どちらでも同じ」と回答した。

本研究的目的是为物理治疗专业的视障学生制作运动学领域的教材。今年的结果如下。 1.肌电动画系统的开发 肌电动画系统是使用Sports Sensing的无线肌电传感器和SDK以及Google提供的骨骼跟踪API Mediapipe开发的。该系统通过将半圆和骨骼叠加在从网络摄像头获得的人体图像上，实时可视化肌肉功能和身体运动。这里，半圆代表肌电势的大小，用骨骼来方便看到身体的运动。在实现系统时，我们关注两个要点：可视化和UI/可操作性。 2.利用肌电动画系统对视障学生进行运动学教育基础运动学训练旨在从生物力学的角度研究人体的身体运动，针对物理治疗专业二年级学生。本次训练的“起坐动作分析”和“行走动作分析”中，采用肌电动画系统作为观察动作时肌肉活动幅度和用力时机的手段。学生轮流安装无线肌电传感器并作为实验对象。测量数据以动画形式实时显示在大显示屏上，并由教师进行解释。训练时间为180分钟。实习结束后，我们对学生进行了关于使用肌电动画系统进行视力障碍补偿的有用性的问卷调查。当被问及肌电动画作为运动分析中捕捉肌肉活动的手段是否比肌电波形更容易理解时，50% 的学生回答说“更容易理解”，其余 50% 的学生回答说：“两者都更容易理解”。是一样的。”