Research and Development of Assistive Devices Reconstructing Functional Movements with Bilateral Neural Interface

双侧神经接口重建功能运动辅助器具的研发

• 批准号: 21240059
• 负责人: OBINATA Goro
• 金额: $ 30.62万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21240059/
• 关键词: 制御工学; 神経科学; リハビリテーション; 生体機能利用; 義手・義足; ロボット工学

The purpose of this research is to achieve artificial limbs such that those devices have a similar level maneuverability and controllability as human. The research took three steps. First, we established a method for picking up the meaning from action potentials of motor neurons. Second, we proposed a method for feeding back sensory signals to brains by electrical stimulations. Third, we integrated these two methods to achieve a high performance of artificial limbs.The experimental and simulation results show that the electrical stimulation for artificial sensory feedback can be conducted non-invasively, and the positive effects appear in the limb movements ; moreover, the stimulation is very useful for rehabilitation and assisting human movements. We applied the technique of electrical stimulation to design of assistive robotic device for upper limbs and to planning of rehabilitations. We also conducted the research for measuring sensory information by a newly developed tactile sensor, and introduced the sensor into artificial hands. It is shown with the experiments that the introduction of the feedback by the tactile sensor is quite useful for maneuvering the artificial hand.

本研究的目的是实现假肢，使这些设备具有类似人类水平的可操作性和可控性。这项研究采取了三个步骤。首先，我们建立了一种从运动神经元动作电位中提取意义的方法。其次，我们提出了一种通过电刺激将感觉信号反馈到大脑的方法。第三，我们将这两种方法结合起来，实现了高性能的假肢，实验和仿真结果表明，电刺激人工感觉反馈可以无创地进行，并在肢体运动中出现了积极的效果，而且，刺激是非常有用的康复和辅助人体运动。我们将电刺激技术应用于上肢辅助机器人装置的设计与复健规划。我们还进行了一种新开发的触觉传感器测量感觉信息的研究，并将该传感器引入假手。实验表明，触觉传感器反馈的引入对假手的操纵是非常有用的。

项目成果

Bilateral Transfer in Active and Passive Guidance-reproduction Based Bimanual Tasks : Effect of Proprioception and Handedness

基于主动和被动指导再现的双手任务中的双边转移：本体感觉和惯用手的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Park;Y.Kim;G.Obinata
• 通讯作者: G.Obinata

ロボット支援型下肢リハビリテーションにおける筋骨格モデルに基づいた運動軌道と足先に作用する力の設計

机器人辅助下肢康复中基于肌肉骨骼模型的运动轨迹和脚趾受力设计

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本機械学会論文集(C編)
• 作者: 裴艶玲;金泳佑;大日方五郎;長谷和徳
• 通讯作者: 長谷和徳

双腕での力知覚・再現タスクにおける両側性転移

用两只手臂进行力量感知/再现任务的双边转移

• 发表时间: 2012
• 期刊: 人間工学
• 作者: 朴根永;斉川秀司;金泳佑;長井力;大日方五郎
• 通讯作者: 大日方五郎

Task Based Design Method for Multi-joint Prosthetic Hand

基于任务的多关节假手设计方法

• 发表时间: 2011
• 作者: S. Kamada;Y. Kim;G. Obinata
• 通讯作者: G. Obinata

シミュレーション辞典(日本シミュレーション学会(編))

模拟词典（日本模拟学会（编辑））

• 发表时间: 2012
• 作者: 下山幸治;大林茂
• 通讯作者: 大林茂