操作・作業対象物の動特性に対する人間の運動特性調整能力と適応メカニズムの解明

阐明人类调整运动特性的能力以及对被操纵和工作物体的动态特性的适应机制

• 批准号: 21K03973
• 负责人: 積際 徹
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Doshisha University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03973/
• 关键词: ロボット; 人間－機械協調系; マンマシンインターフェース; 脳機能解析; 脳賦活解析; 筋賦活解析

本研究の目的は、筋・脳賦活状態と運動特性、主観評価に関する統合的な解析を行うことによって、作業対象の動特性に対する人間の認知過程の一端について明らかにすることである。筋・脳賦活状態や運動に関わるデータと人間の心理状態を示すデータを紐付けることができれば、直感的かつ容易に操作・操縦できるような機器や操作インターフェースの具現化に貢献できると考えられる。そこで、本研究では、人間が操作する作業対象の動特性（例えば、インピーダンス特性として表現される慣性、粘性、剛性などの動特性）に対する人間の応答特性・認知過程を明らかにするために、三次元位置計測装置や力覚センサによる運動計測（人間の運動中の位置や力の計測）、光トポグラフィ装置（fNIRS）、筋電位計による脳血流変化量、筋電位計測を行い、得られた種々のデータに対する解析を実施する。加えて、主観的な感性評価によって得られたデータとともに多面的な解析を試みた。本年度（2022年度）の研究成果としては、(1) 種々の作業に関する計測実験の実施、ならびに、(2) データ解析の遂行が挙げられる。具体的には、任意の動特性を設定できる歩行車を用いた被歩行補助者の歩容解析（歩行動作）や、画面表示遅延を伴うHMI操作（手指操作）、インピーダンス特性に対する人間の応答特性（手腕動作）を計測対象として、様々な身体部位を対象とした各種実験を実施し、得られた運動情報、生理情報等から、動特性に対する人間の応答特性に関するデータ解析を行うことができた。次年度以降は、種々の解析結果に関わる検討を通して、研究目的となる“作業対象の動特性に対する人間の応答特性・認知過程の一端について明らかにすること”を目指す。

The purpose of this research is to conduct an integrated analysis of the relationship between tendon activation state, motion characteristics, and subjective evaluation, and to clarify one end of the human cognitive process related to the dynamic characteristics of working objects. The state of muscle activation and movement is related to the psychological state of the human body. The state of mind is related to the state of motion. The state of motion is related to the state of mind. The dynamic characteristics of operational objects in this study (For example, inertia, viscosity, rigidity, and dynamic characteristics), human response characteristics, cognitive processes, and force measurement.(Measurement of position and force in human motion), optical sensor devices (fNIRS), muscle potentiometers, blood flow measurement, muscle potentiometers, and analysis. The main reason for this is that we are trying to analyze the situation. The research results of this year (2022) include: (1) the implementation of measurement related to various operations;(2) the implementation of analysis of data. Specific, arbitrary movement characteristic setting, movement analysis (movement) of the person assisted by movement, screen display delay, HMI operation (finger operation), movement characteristic setting, human response characteristic (wrist movement), measurement object, movement information, physiological information, etc. The response characteristics of human beings In the next year, we will discuss the relationship between the analysis results and the purpose of the study. We will discuss the relationship between the dynamic characteristics of the working objects and the response characteristics of the human beings. We will discuss the relationship between the cognitive process and the dynamic characteristics of the working objects.

项目成果

HMIコマンダを用いた入力操作時における画面表示応答遅延が脳活動に及ぼす影響

使用 HMI Commander 输入操作时屏幕显示响应延迟对大脑活动的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Makoto Jinno;Iulian Iordachita;高島颯太，松田裕亮，鳥井昭宏，元谷 卓，道木加絵;染井 健吾，積際 徹，横川 隆一，成末 充宏，西村 啓人，武田 雄策，原 利宏
• 通讯作者: 染井 健吾，積際 徹，横川 隆一，成末 充宏，西村 啓人，武田 雄策，原 利宏

歩行車型歩行支援機の運動特性が被補助者の歩行動作に与える影響

步行车式步行辅助装置运动特性对被助人步行运动的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Yamamoto Ryo;Mototani Suguru;Doki Kae;Torii Akihiro;槌野 太倫，積際 徹，横川 隆一
• 通讯作者: 槌野 太倫，積際 徹，横川 隆一

Effect of Display Response Time on Brain Activity in Human-Machine Interface Commander Operation

人机界面指挥操作中显示响应时间对大脑活动的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Kentaro Oshima;Toru Tsumugiwa;Ryuichi Yokogawa;Mitsuhiro Narusue;Hiroto Nishimura;Yusaku Takeda;Toshihiro Hara
• 通讯作者: Toshihiro Hara

可変アドミッタンス制御を実現する制御入力調節機構の開発

开发控制输入调节机构以实现可变导纳控制

• 发表时间: 2021
• 作者: Makoto Jinno;Ryosuke Nonoyama;Iulian Iordachita;松田裕亮，高島颯太，鳥井昭宏，元谷 卓，道木加絵;柴田 凌輝，積際 徹，横川 隆一
• 通讯作者: 柴田 凌輝，積際 徹，横川 隆一

Analysis of Sit–to–Walk Movement with an Admittance Controlled Robotic Walker

使用准入控制机器人助行器进行从坐到走的运动分析

• DOI: 10.1299/transjsme.22-00075
• 发表时间: 2022
• 期刊: Transactions of the JSME (in Japanese)
• 作者: 神谷 紀慶;積際 徹;横川 隆一
• 通讯作者: 横川 隆一