Data Glove for Pressure and Posture Detection and Its Application for the Training on Peach Harvesting

压力和姿势检测数据手套及其在桃采摘培训中的应用

• 批准号: 22K12114
• 负责人: 荊 雷
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Aizu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12114/
• 关键词: データグローブ; 動作分析; 触覚可視化; 果物収穫; 桃収穫; 電子織物; 機械学習; 圧力センサ; ウェアラブルデバイス; 果樹園; 動作認識

今迄に、データグローブにおいて、圧力検知と動作検知が異なる種類のセンサを利用している為、グローブの構造が複雑になるという要因が生じた。それに対して、申請者は圧力センサだけで、掌の圧力分布と動作を両方とも検知できるデータグローブを提案し、Pressure to Posture Glove (P2P-Glove)と名付けた。本研究の目的は、自己完結型P2P-Gloveの試作、および桃の収穫訓練のような仕事現場への応用から、P2P-Gloveの実現可能性を明らかにすることである。22年度の研究成果：A.P2P-Gloveの設計：片手に９６個の柔らかい圧力センサを含めた手袋の試作ができた。各センサは導電糸と圧電膜を内蔵し、ミシンによって、普通の布生地に縫い付けて形成する。B.圧力から関節角度を推定する手法：ニューラルネットワークで、非線形回帰モデルを訓練して、性能評価を行なった。モデルの入力が圧力分布、出力が手の各関節の角度になる。手袋の関節角度を推定の平均誤差が3.5度まで達せした。C:自己完結型Gloveの作成: 持ち歩きやすいコントローラを試作した。コントローラには、マイコン、AD、センサアダプタ、通信モジュール、電源など、含めて、果樹園のような屋外環境にもデータ収集可能にした。D:桃の収穫訓練より、Gloveの性能評価：２２年の8月に、福島市の桑折町の桃果樹園で、フィールドテストを行なった。テスト内容はプロ（農家）と初心者（学生）が桃を掴むとき、掌の圧力分布を数値化と可視化することになる。今回の実験に、農家3人、学生5人が参加し、桃収穫データを収集して、オフラインの処理により、ももつかむときの掌の圧力分布曲線を可視化表示できるようになった。

到目前为止，数据手套已经使用了不同类型的传感器进行压力检测和运动检测，这导致了手套结构的复杂性。作为响应，申请人提出了一个数据手套，该数据手套只能使用压力传感器检测手掌的压力分布和运动，并将其命名为姿势手套的压力（P2P-Glo​​ve）。这项研究的目的是阐明P2P-Glo​​ves从其应用到工作场所的可行性，例如独立的P2P-Glo​​ves原型和桃子收获培训。 2012年的研究结果：A.P2P-Glo​​ve设计：一手手套的手套的原型。每个传感器都包含导电线和压电膜，并通过使用缝纫机将其缝在普通布料上来形成。 B.从压力估算关节角度的方法：在神经网络中训练非线性回归模型以评估性能。模型的输入是压力分布，输出是手中每个接头的角度。估计手套接头角度的平均误差达到3.5度。 C：创建一个独立的手套：我们创建了一个易于随身携带的原型控制器。控制器可用于在户外环境中收集数据，例如果园，包括微控制器，广告，传感器适配器，通信模块和电源。 D：手套从桃子收获培训中进行的表现评估：2012年8月，在福岛市库瓦里镇的一个桃园果园进行了现场测试。当专业人士（农民）和初学者（学生）抓住桃子时，测试内容将被量化和可视化。三名农民和五名学生参加了这项实验，收集了桃子收获数据并使用离线处理，可以在视觉上显示大腿手掌的压力分配曲线。

项目成果

KOSIGNデータを拡張するためのData Augmentation手法の検討

考虑数据增强方法来扩展 KOSIGN 数据

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村友里也; 荊雷
• 通讯作者: 荊雷

Performance Comparison between WonderSense and XSens on Indoor and Outdoor Pedestrian Position Estimation Application

WonderSense 和 XSens 在室内外行人位置估计应用中的性能比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村友里也; 荊雷;S. Yamagishi and L. Jing
• 通讯作者: S. Yamagishi and L. Jing

敵対的学習を用いた骨格に基づく手話認識のためのデータ拡張

使用对抗性学习对基于骨架的手语识别进行数据增强

• 发表时间: 2023
• 作者: 中村友里也; 荊雷
• 通讯作者: 荊雷

Attention Mechanism Trained with Small Datasets for Biomedical Image Segmentation

用小数据集训练的注意力机制用于生物医学图像分割

• DOI: 10.3390/electronics12030682
• 发表时间: 2023
• 期刊: Electronics
• 影响因子: 2.9
• 作者: Weng Weihao;Zhu Xin;Jing Lei;Dong Mianxiong
• 通讯作者: Dong Mianxiong

本学の中村友里也さんがIDRユーザフォーラム2022でDBSJ特別賞を受賞

我校Yuriya Nakamura在2022年IDR用户论坛上荣获DBSJ特别奖