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Construction of Access Time-Space Control Platform of Human Motion

人体运动接入时空控制平台的构建

基本信息

批准号：
21H04566
负责人：
桂誠一郎
金额：
$ 26.96万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、機能的電気刺激を用いた多自由度モーションコピーによる「人間動作のアクセス時空間」実現のための制御基盤を確立することを目的としており、本年度において次のような研究実績を得ることができた。1. 「機能的電気刺激インタフェース」構築のための多自由度駆動システムの開発機能的電気刺激による多自由度駆動を実現するためのハードウェア／ソフトウェア基盤を構築した。ハードウェア基盤として、FPGAに基づく高速電流制御系を多チャンネル出力が可能な回路構成に拡張するとともに、指の各関節の出力を多チャンネルで計測するセンサシステムを構成した。ソフトウェア基盤としては、電極間の相互干渉を補償するための制御系の設計を行った。2. 動作データベースに基づく支援制御の設計モーションコピーによりタスクごとの動作の定量化およびロボットによる自動再現は可能になるが、環境適応性が課題となっていた。本年度の研究では、「バイラテラルＡＩ」により環境モデルを記述することで、動作保存時と動作再現時の環境の変化を補償するための制御系の開発を行った。この環境の変化を時空間結合器として記述し、保存データから参照値への変換マトリックスとして用いることで、時間的かつ空間的な補償を統一的に行う枠組みを構成した。なお、本年度において11回の研究ミーティングを開催し、研究代表者、分担者、協力者間での成果の共有、逐次確認を行い、工学、神経心理学、神経内科学の密な連携の下で研究を推進した。この医工連携かつ文理融合の成果については、IEEEのジャーナルのみならず、Motor Control研究会などの会議にて発表を行った。さらに、国際シンポジウムAAID2023を主宰し、成果を広く公表した。

This study aims to establish a control base for the realization of multi-degree-of-freedom (DOF) control in human motion and time space by using functional electrical stimulation. 1. "Functional electrical stimulation" construction of multi-degree-of-freedom motion system for the development of functional electrical stimulation of multi-degree-of-freedom motion system for the implementation of multi-degree-of-freedom motion system for the construction of multi-degree-of-freedom motion system for the development of functional electrical stimulation of multi-degree-of-freedom motion system. High speed current control system based on FPGA is composed of multi-channel output and multi-channel output. The design of the control system is carried out in order to compensate for the interference between the electrodes. 2. The design of the basic support system for the movement of objects is based on the problem of environmental suitability. This year's research includes the development of control systems for environmental protection and compensation during operation preservation and operation reproduction. The environment is transformed into a time-space combiner, which is described, preserved, and used for reference purposes. The time-space combiner is composed of a unified set of elements. This year, 11 rounds of research were initiated, results shared among research representatives, collaborators, and collaborators were confirmed, and research was promoted under the close connection of engineering, neuropsychology, and neurology. The results of this medical and engineering collaboration, IEEE's website, and Motor Control Research Institute's conference were presented. Today, the international community AAID2023 dominate, the results of the public table