Crutch Walk Training with AR Presentation of Near Miss Accidents by Disturbances in Living Space

拐杖行走训练与 AR 展示生活空间干扰造成的未遂事故

基本信息

批准号：
21K12816
负责人：
津田尚明
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Wakayama National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，松葉杖歩行に不慣れな患者のための訓練装置を開発することである．特に，治癒までの比較的短い期間に松葉杖を使用する患者を対象とする．日常で負う怪我の多くは生活のふとした油断に起因するとされるが，その危険性は治療中も同様で，特に日常生活への復帰が近づく治癒の終盤，いわゆる「見守り段階」での油断から二次的な事故に遭う恐れがあるとされるからである．そこで，実際の生活空間で想定される障害物の飛び出しなど本人が注意していても避けられない受動的な外乱にも備えられる，実践的な訓練システムを目指す.具体的に本研究では，AR(拡張現実)技術を使ってヘッドマウントディスプレイ(HMD)に実際の景色に重ねて外乱を人工的に視覚提示することでヒヤリ・ハット感覚を錯視誘発し,それに抗するバランス維持動作を促す新しい訓練を提案した. 言わば外乱対処型受動的訓練(外乱を受けても身体の感覚と筋骨格系の制御で対処できるようにする訓練)である.はじめに，AR(拡張現実)技術を使って外乱を人工的に提示するために，シースルー型のHMD(EPSON BT-350)に仮想的な障害物を提示する機能を試作した．システムとしては想定通り機能したが，現実の自然な景色に人工的な仮想障害物を重ねてAR提示したことによる不自然さが原因で，評価実験に参加した被験者には違和感が大きく感じられた．そこで，新たなヘッドマウントディスプレイ（Meta Quest 2）を導入した．これは，周囲の景色をHMDに内蔵されたカメラで撮影し，その画像に仮想障害物を重ねて提示するものである．被験者がこれを使った障害物を回避する訓練実験を試みたところ，先の方法で問題となった違和感が減少し，訓練に利用できる可能性が示唆された．

这项研究的目的是为不熟悉拐杖行走的患者开发训练装置。这尤其针对在愈合前相对较短的时间内使用拐杖的患者。据说每天遭受的许多伤害是由于日常生活中突然的粗心大意而造成的，但是在治疗过程中的风险是相同的，尤其是自从康复结束时，恢复日常生活的临近时，有可能在所谓的“观看阶段”中被粗心的次要事故引起的风险。因此，我们旨在建立一个实用的训练系统，该系统为被动骚扰做好准备，即使人们谨慎行事，例如在实际生活空间中期望的障碍的流出。具体而言，在这项研究中，我们提出了一种新的培训系统，该系统使用AR（增强现实）技术在人工视觉上呈现出头部安装的显示（HMD）的干扰，并人为地介绍对实际景观的干扰，并鼓励平衡维护动作来对抗它。换句话说，这是一种被动训练类型，可以处理干扰（这种训练可以通过控制身体和肌肉骨骼系统的感觉来处理身体，即使受到障碍后也可以处理）。首先，为了人为地使用AR（增强现实）技术介绍干扰，我们创建了一个原型功能，以呈现出透明HMD的虚拟障碍（Epson BT-350）。该系统按预期工作，但是由人工虚拟障碍的AR表示覆盖了现实生活中自然风光的不自然性，这对于参加评估实验的受试者来说非常奇怪。因此，引入了一个新的头部挂式显示（Meta Quest 2）。这涉及用内置在HMD中的相机拍摄周围的风景，并在其上呈现一个虚拟障碍物。当受试者尝试进行训练实验以避免使用这种障碍时，降低了先前方法问题的不适，这表明它可以用于训练。