Walking Support System using Mutual Entrainment and its Effectiveness for Gait Stabilization

利用相互夹带的步行支持系统及其稳定步态的有效性

• 批准号: 19300200
• 负责人: MIYAKE Yoshihiro
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19300200/
• 关键词: 歩行リズム; 相互引き込み; 動的安定性; 転倒予防; パーキンソン病; Walk-Mate; 高齢者; 片麻痺; リズム; 相互同調; 歩行介助; リズム同調; 歩行; 引き込み; ダイナミカルシステムズアプローチ; 共創システム

Considerable research attention has been devoted to interpersonal synchrony and to locomotor control. However their intersection, the interpersonal synchronization of stepping rhythms, remains relatively unexplored, despite being a common phenomenon that has considerable rehabilitation potential. Therefore, from the perspective of mutual entrainment of gait rhythms, we have constructed an interpersonal synchrony emulation system between a human subject and a virtual biped robot that generates pacing signals using nonlinear oscillators. This system synchronizes the gait cycles of a human and the robot in a cross-feedback manner, by presenting auditory stimuli that indicate the timing of the partner's foot contacting the ground. Here, we evaluated the effectiveness of this system in gait stabilization of Parkison's disease patients, who display disturbances in rhythm formation of gait. The results showed that the gait festination as stride time reduction stabilized and the fluctuation of stride time showed high self-similarity. These results show the effectiveness of mutual entrainment in dynamically stabilizing gait disturbances.

大量的研究注意力集中在人际同步性和运动控制上。然而，尽管这是一种具有相当大的康复潜力的普遍现象，但它们的交叉点，即人际步伐节奏的同步性，仍然相对未被探索。因此，从步态节奏相互夹带的角度来看，我们在人类受试者和虚拟双足机器人之间构建了一个人际同步仿真系统，该系统使用非线性振荡器生成起搏信号。该系统通过提供指示合作伙伴脚接触地面时间的听觉刺激，以交叉反馈方式同步人类和机器人的步态周期。在这里，我们评估了该系统在帕金森病患者步态稳定方面的有效性，帕金森病患者的步态节律形成受到干扰。结果表明，随着步幅时间的减少，步态节拍趋于稳定，步幅时间的波动表现出较高的自相似性。这些结果表明了相互夹带在动态稳定步态干扰方面的有效性。

项目成果

共創とコミュニケーション

共同创造与沟通

• 发表时间: 2008
• 期刊: 人工知能学会誌 23
• 作者: 高杉将司;山本知仁;武藤ゆみ子;阿部浩幸;三宅美博;Y. Miyake;三宅美博
• 通讯作者: 三宅美博

身体性・コミュニケーション・こころ(早稲田大学複雑系高等学術研究所編)(共創システムと複雑系)(複雑系叢書Vol.2)

体现、沟通和心灵（早稻田大学复杂系统高等研究所编）（共同创造系统和复杂系统）（复杂系统系列第2卷）

• 发表时间: 2007
• 作者: 三宅美博;他9名;三宅美博
• 通讯作者: 三宅美博

「問(ま)」と共創コミュニケーション

“问题”和共同创意沟通

• 发表时间: 2009
• 期刊: 舞踊学 解説論文 vo1.32
• 作者: 武藤剛;金井哲也;佐久田博司;三宅美博;三宅美博.;三宅美博.;三宅美博.;三宅美博
• 通讯作者: 三宅美博

リズムの相互同調に基づく歩行介助システムWalk-Mateによるパーキンソン病患者の歩行安定化に向けた試み

尝试使用 Walk-Mate（一种基于相互节律同步的步行辅助系统）来稳定帕金森病患者的步态。

• 发表时间: 2010
• 作者: 鈴木一輝;織茂智之;西辰徳;三宅美博
• 通讯作者: 三宅美博

Human-robot interaction and subjective time"Walk-Mate"walking assist robot as a co-creation system

人机交互与主观时间“Walk-Mate”助行机器人作为共创系统

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proc.of 18th IEEE Int.Symp.on Robot and Human Interactive Communication(ROMAN2009), Toyama, Japan, Plenary TalkIII
• 作者: 武藤剛;金井哲也;佐久田博司;三宅美博;三宅美博.;三宅美博.;三宅美博.
• 通讯作者: 三宅美博.