接触作業における人間の運動制御メカニズムの解明と運動機能訓練支援システムへの応用

接触工作过程中人体运动控制机制的阐明及其在运动功能训练支持系统中的应用

基本信息

批准号：
16760203
负责人：
田中良幸
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,前年度までに行った仮想拘束運動解析装置による研究を基にして,環境拘束に着目した上肢運動訓練支援システムを開発した.そして,1軸の回転運動訓練プログラムを作成し,ロボットに設定する環境ダイナミクスと手先運動特性の関係を解析評価することで,環境拘束と健常者の手先速度波形の関係を明確にした.主要な結果は以下の通りである.1.拘束回転作業訓練支援システム本システムは,(1)訓練者の上肢運動(手先位置,手先力,上肢姿勢)を解析評価する運動評価部,(2)ロボットの可変インピーダンス制御と訓練者の手先運動補助力を調節するためのロボット制御部,(3)訓練情報を提示するバイオフィードバック部の3つのサブシステムで構成した.そして,自動車のステアリング操作を想定した拘束回転運動プログラムを実装し,環境拘束を考慮に入れた運動訓練および解析評価を可能とした.2.環境拘束条件に対する手先運動特性の解析健常者による基礎訓練実験を行い,習熟度による手先空間・時間軌道の特徴変化を解析した.そして,環境ダイナミクスが変化しても習熟後は手先速度波形がほぼ一定となることを明らかにした.このことはつまり,正常な感覚・運動機能を訓練ならびに解析評価するうえで,手先速度波形を訓練規範とする訓練法が有用であることを示す知見である.

今年，我们基于前一年使用虚拟约束运动分析装置进行的研究，开发了以环境约束为中心的上肢运动训练支持系统。我们还创建了 1 轴旋转运动训练程序，并将其应用于通过分析和评估环境动力学与手部运动特征之间的关系，我们可以评估环境约束与健全人手部速度波形之间的关系。主要结果如下： 1.约束轮换工作训练支持系统该系统（1）对受训者的上肢运动（手部位置、手部力量、上肢姿势）进行分析和评估； (2)机器人控制部分，用于调节机器人的可变阻抗控制和受训者的手部运动辅助力，以及(3)训练信息部分。它由三个子系统组成，包括提供信息的生物反馈单元。该系统还实现了模拟汽车转向操作的约束旋转运动程序，从而可以进行考虑环境约束的运动训练和分析评估2。环境约束条件下的手部运动特征分析我们对健康受试者进行了基础训练实验并评估了他们的熟练程度。我们分析了手部空间和时间轨迹特征的变化。这一发现表明，以手部速度波形作为训练标准的训练方法对于训练、分析和评估是有用的。