運動意図に同期した体性感覚刺激を用いた自己身体として認知するサイボーグ義手の実現

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本研究では，自己身体として身体認知を可能にするサイボーグ義手の開発とその方法論を構築し，生来身体に近づいた自然な操作感を実現する次世代の実用的なサイボーグ義手の実現を目的とする．2022年度の成果は以下の3点である．a)身体認知を促進させる運動意図に同期した体性感覚フィードバック方法の検討するため，筋電義手の指先の触覚および指姿勢の深部感覚に応じて振動刺激を付与する感覚フィードバック手法を準備し，身体認知度を評価するイリュージョンスコアを用いた心理物理実験を通じて，①筋電義手の操作遅延が小さいほど，身体所有感・運動主体感は向上し，遅延が大きいほど身体所有感は強く否定されること②触覚フィードバックを伴うと身体所有感・運動主体感を向上させること③深部感覚フィードバックでは，運動主体感を向上させるが，身体所有感を逆に低下させる条件があり，適切なフィードバックが必要であることを明らかにした．b)操作集中や操作負担を軽減するサイボーグ義手の制御を実現するため，把持の準備動作で筋活動のピークが見られることを利用したプリシェイピング動作推定手法および上肢複合関節の同時動作推定手法を提案し，健常者，前腕切断者および上腕切断者に対する性能評価を実施し，15%MVC程度の筋収縮力でも6種の動作の推定が可能であること，2点到達運動において従来手法に比べて複合関節を同時に制御して手先軌道経路の短縮（スムーズ）が可能であることを示した．c)義手の長期使用における身体認知への影響の調査するため，3か月以上のサイボーグ義手の臨床評価を，東海大学医学部において上腕切断者4名に対して実施し，日常生活動作に必要な義手の操作パフォーマンスが向上することを確認した．