Development of Cybernic Finger to Supplement Finger Motor Function and Sensory Function for Hand Paralysis

点击翻译按钮获取中文摘要

当該年度ではサイバニックフィンガーの実現に向けて，前年度までに開発した手指動作支援システムから得られる把持力情報及び手指の姿勢情報を感覚が残存する部位に提示する装着型感覚情報提示システムの研究開発を行なった．また，前腕部に位置する手指を動作させる筋肉の生体電位信号を計測し，手指動作支援システムを動作させる動作意思推定アルゴリズムを研究開発した．片麻痺患者を想定し，麻痺腕とは反対側の感覚が残存する前腕部に装着するバンド形状の感覚情報提示システムを開発した．バンド周囲に沿って巻かれたワイヤをアクチュエータによって牽引することでバンドを締め付け，麻痺手の把持力を前腕への締め付け力として提示する．また，手指動作支援システムによって麻痺手の動作支援を行う際，牽引したワイヤの長さから手指の姿勢を推定し，バンド部に設置された振動子の振動によって手指の姿勢情報を前腕に提示する．動作意思推定アルゴリズムに関して，手指麻痺者はその生体電位信号がスパイク状かつまばらであることが予想されるため，信号のピーク値を保持しスパイク状信号の重なりあった連続的な信号へと補完を行うアルゴリズムを研究開発した．感覚情報提示システムの締め付け及び振動刺激を同時に提示した際に把持力及び指の姿勢の識別が可能かどうかを確認する．上肢の運動機能および感覚機能が低下していない成人5名の試験協力者に対して実証試験を行なった．アイマスク及びヘッドフォンを装着し，視覚と聴覚の情報がない状態の試験協力者の前腕に本システムを装着し，3種類の把持力と3種類の指の姿勢の組み合わせである9種類の刺激を提示した．試験の結果より，基礎試験によって，本システムが，把持力及び指の姿勢を同時に高い識別率で識別可能であることを明らかにした．以上のことから提案するシステムの把持力と指の姿勢といった複数の感覚情報の知覚補助の実現可能性を確認した．