Development of a gait modification system using an unconscious motor learning system: To extend healthy life expectancy

使用无意识运动学习系统开发步态修正系统：延长健康预期寿命

• 批准号: 20H04097
• 负责人: 平島 雅也
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Institute of Information and Communications Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04097/
• 关键词: 運動学習; 無意識; 歩行; 運動記憶; モーションキャプチャ; 誤差; 適応; アバター; VR; 長期間トレーニング; 運動器障害予防; 長期的トレーニング

本研究では、近年、心理学・神経科学の分野で注目が集まっている無意識的な運動学習系の機能を活用し、ロバストな運動学習支援システムを開発することを目的としている。これまでは実験室環境において、トレッドミル上で歩く被験者の動きをモーションキャプチャで計測し、VR空間のアバターの動きとしてリアルタイムに提示することで、被験者が主体感を失わずにVR空間内で運動課題を遂行できるシステムを構築し、その視覚フィードバック情報を実験的に操作することによって、被験者の歩容を無意識のうちに変化させることができることを示してきた。当該年度では、同様の適応実験を実験室外でも行えるようにするために、慣性式モーションキャプチャとVRヘッドマウントディスプレイを組み合わせた可搬式実験システムの構築を推進した。慣性式モーションキャプチャは、身体各セグメントへの装着や姿勢計測が容易に行えるというメリットがあるが、絶対位置の計測にドリフトが生じやすいというデメリットがある。そこで、絶対位置の正確な計測が必要な足部に関しては光学式モーションキャプチャを用い、体幹や上肢の姿勢については慣性式モーションキャプチャで計測するというハイブリットシステムを設計した。従来用いてきたVR描画プログラムは、一体のアバターを提示することを前提として書かれていたが、二種類のモーションキャプチャシステムから信号を受け取るために、二体のアバターを描画できるようプログラムの基盤部分の改変を行った。今後は、二体のアバターを整合性よく統合するプログラムを組み予定である。また、従来は大型スクリーンへ描画していたが、当該年度ではVRヘッドマウントディスプレイに提示できるように改変を行った。二体を統合する部分のプログラムが完成すれば、トレッドミルを備えた実験室ではなく、自由に歩き回れる広い空間での実験が可能な段階にまで来ている。

This study で は, in recent years, psychology, god 経 science の eset で attention が set ま っ て い る unconscious な function of motor learning is の を appropriate し, ロ バ ス ト な motor learning support シ ス テ ム を open 発 す る こ と を purpose と し て い る. こ れ ま で は be 験 room environment に お い て, ト レ ッ ド ミ ル で on step く by 験 の dynamic き を モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ で measuring し, VR space の ア バ タ ー の dynamic き と し て リ ア ル タ イ ム に prompt す る こ と で, those 験 を が sense of loss わ ず に VR Spaces を で sports subject carries out で き る シ ス テ ム を constructing し, そ の apparent 覚 フ ィ ー ド バ ッ ク intelligence を be 験 に operation す る こ と に よ っ て, unconscious の is の step by 験 man let を う ち に variations change さ せ る こ と が で き る こ と を shown し て き た. When the annual で は, with others in の optimum 応 be 験 を be 験 outdoor で も line え る よ う に す る た め に, inertia type モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ と VR ヘ ッ ド マ ウ ン ト デ ィ ス プ レ イ を group み close わ せ た can move type be 験 シ ス テ ム の build を propulsion し た. Inertia type モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ は, body each セ グ メ ン ト へ の filled with や posture measuring line が easy に え る と い う メ リ ッ ト が あ る が, unique location seaborne の measuring に ド リ フ ト が raw じ や す い と い う デ メ リ ッ ト が あ る. そ こ で, unique location seaborne の な correct measuring が necessary な foot に masato し て は optical モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ を with い, body dry や upper limb の posture に つ い て は inertia type モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ で す meter test る と い う ハ イ ブ リ ッ ト シ ス テ ム を design し た. 従 to use い て き た VR painted プ ロ グ ラ ム は, a body の ア バ タ ー を prompt す る こ と を premise と し て book か れ て い た が, two kinds の モ ー シ ョ ン キ ャ プ チ ャ シ ス テ ム か ら signals を け take る た め に, two body の ア バ タ ー を painted で き る よ う プ ロ グ ラ ム の base plate part の change - line を っ た. In the future, である, two-body アバタ アバタ を integration よく integration するプログラムを group み will be determined である. ま た, 従 は large ス ク リ ー ン へ painted し て い た が, when the annual で は VR ヘ ッ ド マ ウ ン ト デ ィ ス プ レ イ に prompt で き る よ う に change - line を っ た. Part two body を integration す る の プ ロ グ ラ ム が complete す れ ば, ト レ ッ ド ミ ル を prepared え た be 験 chamber で は な く, free に step き back れ る hiroo い space で の be 験 が may な Duan Jie に ま で to て い る.

项目成果

ヒトの運動機能向上支援システムの開発

开发改善人体运动功能的支持系统

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuto Makino;Toshiki Kobayashi;Daichi Nozaki;平島雅也
• 通讯作者: 平島雅也

視覚運動処理を含む歩行の運動記憶形成メカニズム

步行运动记忆形成机制，包括视觉运动处理

• 发表时间: 2021
• 作者: 山本健太;池上剛;平島雅也
• 通讯作者: 平島雅也

所属機関における平島雅也のホームページ

平岛雅也所属机构的主页

次世代健康・スポーツサービスの実現に向けた脳・身体科学的取り組み

旨在实现下一代健康和体育服务的脑和身体科学举措

• 发表时间: 2020
• 作者: Shimizu Yu;Yamamura Ryodai;Yokoi Yuki;Ayabe Tokiyoshi;Ukawa Shigekazu;Nakamura Koshi;Okada Emiko;Imae Akihiro;Nakagawa Takafumi;Tamakoshi Akiko;Nakamura Kiminori;平島雅也
• 通讯作者: 平島雅也

感覚運動制御系に働きかける非言語的な歩容改善支援システム

适用于感觉运动控制系统的非语言步态改善支持系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Damrongthai Chorphaka;Kuwamizu Ryuta;Suwabe Kazuya;Ochi Genta;Yamazaki Yudai;Fukuie Takemune;Adachi Kazutaka;Yassa Michael A.;Churdchomjan Worachat;Soya Hideaki;平島雅也
• 通讯作者: 平島雅也