下肢は上肢より操作が上手？下肢の不器用さを物理と心理で解明・支援し潜在能力を解放

下肢比上肢更灵活吗？

基本信息

批准号：
21K18699
负责人：
小森雅晴
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18699/
关键词：
下肢操作

项目摘要

上肢は多自由度な動作が可能であり、ロボット等を操作することができる。下肢も多自由度な動作が可能であるため上肢と同様の操作ができる可能性があるが、下肢は上肢と比べて不器用であるという課題がある。しかし、下肢の不器用さについて解明し、それを支援することができれば、下肢で上手に操作できる可能性がある。そこで、本研究では下肢の不器用さについて物理と心理の面から解明に取り組み、それを支援する方法について探索する。昨年度までに、下肢の不器用さの調査実験を行い、被験者がディスプレイに表示される動作を見て下肢を動作させる場合に、一部の動作においてディスプレイに表示された動作とはやや異なる動作を生じさせる特性があることを明らかにした。今年度は、まず、下肢の動作データを用いて、ディスプレイに表示された動作と実際の動作の違いについて定量的に分析を行った。次に、この特性を考慮して、実際の下肢の動作のデータから適した操作指令を算出する操作システムを構築した。そして、この操作システムの有効性の評価実験を行った。ディスプレイに被験者が操作する操作対象物とターゲットを表示し、被験者が下肢の動作によって操作対象物を操作してターゲットに合うように移動させるゲームを構築して実験を行った。これにより本操作システムを用いる場合と従来の考えに基づく操作システムを用いる場合について、ゲームを終えるまでに要する時間や操作の精度の点で比較を行った。

上肢可以多自由度运动，可以操作机器人等。下肢也能够进行多自由度的运动，因此有可能可以像上肢一样进行操作，但问题是下肢比上肢更加笨拙。然而，如果我们能够了解下肢的笨拙并提供支持，或许就有可能提高下肢的使用能力。因此，在本研究中，我们将尝试从生理和心理两个方面来阐明下肢笨拙的现象，并探索对其进行支持的方法。去年，我们进行了调查下肢笨拙的研究实验，当受试者在观看显示器上显示的动作时移动下肢时，发现某些动作与显示器上显示的动作略有不同，结果表明存在属性。这使得这成为可能。今年，我们首先利用下肢运动数据来定量分析显示屏上显示的运动与实际运动之间的差异。接下来，我们考虑到这一特点，构建了一个操作系统，根据实际的下肢运动数据计算出适当的操作命令。然后我们进行了一个实验来评估这个操作系统的有效性。我们通过构建一个游戏进行了实验，其中目标和受试者要操纵的物体显示在显示器上，受试者通过移动下肢来操纵物体，使其移动以匹配目标。因此，我们比较了使用该操作系统和使用基于传统思路的操作系统完成游戏所需的时间和操作的准确性。