A Study on the Perception-Assist with Vibration Stimulation on the Human Body

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人体の筋肉へ機械的な振動刺激を印加することにより，筋反射と運動感覚の錯覚が生起される．さらに，これらの現象により，人間の動作を意図する動きと異なった動作へと変更することが可能である．本研究課題の最終目標は，人体への振動刺激による動作変更手法を用いて，使用者が障害物と身体との接触事故等を誘発する可能性がある危険な動作を生成した際などに，本人の動作意図と関係なく安全な動作へと動作変更する「認知アシスト」を実現することである．昨年度までの我々の研究により，筋肉に与える振動刺激の，周波数・振幅・接触力などを変更することにより，意図する動作からの動作変更量を増減させることが可能であると分かってきた．本年度は，これらのパラメータの中でも特に周波数変化に着目し，目標となる動作と実際の動作との差に応じて周波数を調整することにより，意図する動作と異なった目標動作へと，人間の動作をコントロールする手法を提案した．上肢動作中に振動刺激による認知アシストを実施することを念頭に，上肢運動の中でも使用頻度の高い肘関節伸展運動中に提案手法を適用した結果，十分な精度で，本人の意図する動作と異なった目標動作へのコントロールが可能であることが明らかとなり，将来的にこの手法を適用することにより，振動刺激による認知アシストにおける動作補正を実現することができる可能性が示された．更に本年度は，被刺激筋の負荷条件が変化した際に，振動刺激周波数の変化によって動作変更量を増減させることが可能であるかについても調べた．その結果，被刺激筋の負荷条件が変化した際にも，周波数変化により動作変更量を増減させることが可能であると分かった．この発見により，筋への負荷条件が変化した際にも，先に提案した周波数変化を用いた動作変更量のコントロール手法が有用である可能性が示され，振動刺激による認知アシスト実現の可能性が高まった．