| 講演名 | 2012-11-16 筋骨格モデルを使用した表面筋電位による手先位置推定(BCI/BMIとその周辺,一般) 川瀬 利弘, 小池 康晴, 神作 憲司, |
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| 抄録(和) | 我々はこれまで,ブレイン・マシン・インタフェース(Brain-Machine Interface,BMI)を利用した上肢麻痺患者用のアシストスーツを開発し,脳波を用いて使用者の意図を推定しアシストスーツを動かすことに成功した.しかし,脳波を使った制御手法は,運動が始まるまでに数秒の遅れを必要とし,またいくつかの運動内容を事前に登録する必要があった.本報告では,アシストスーツをより使用者の意図を反映させて動かすための,表面筋電位による腕の角度の推定手法を提案する.この手法では,肩・肘の屈曲・伸展角度を,筋骨格系の平衡位置として推定する.この手法のために,上肢筋骨格系の数理的モデルを構築し,この関節角度を推定するための式を導出した.本手法により,8つの筋からの表面筋電位を用いて各被験者の関節角度を推定することに成功した(3人の被験者における関節角度実測値と推定関節角度の相関:0.76±0.12(肩の屈曲・伸展角度),0.77±0.079(肘の屈曲・伸展角度)).本手法と我々のBMIの手法を組み合わせることで,EMGとEEGによるハイブリッドな制御が可能になると思われる. |
| 抄録(英) | We have developed a Brain-Machine Interface based Occupational Therapy Assist Suit (BOTAS), which estimated user's intention from patterns of EEG signals to drive registered movements. However, these methods needed several-seconds delay to initiate the motion, and number of the motion patterns was limited. In this study, we developed a new method to estimate the user's arm position utilizing surface EMG signals from arm muscles to control the assist suit, in which the user's intention was reflected. Our newly developed method estimates flexion/extension angles of a shoulder and an elbow at a mechanical equilibrium point of a musculo-skeletal system from EMG signals. We made a mathematical model of a musculo-skeletal system of an upper arm and derived a formula to calculate the angles from the user's EMG signals with the model. EMG signals were recorded from 8 muscles of an upper arm. The method succeeded in estimating the joint angles of the subjects (correlation between measured and estimated angles in three subjects: 0.76±0.12 for shoulder and 0.77±0.079 for elbow). Combining this method and our BMI method will make hybrid control with EMG and EEG possible. |
| キーワード(和) | パワーアシスト / 表面筋電位 / 筋骨格モデル |
| キーワード(英) | Exoskeleton / Electromyogram / Musculoskeletal model |
| 資料番号 | MBE2012-49 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE |
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| 開催期間 | 2012/11/9(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | ME and Bio Cybernetics (MBE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 筋骨格モデルを使用した表面筋電位による手先位置推定(BCI/BMIとその周辺,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Estimation of hand position from EMG signals using musculo-skeletal model |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | パワーアシスト / Exoskeleton |
| キーワード(2)（和/英） | 表面筋電位 / Electromyogram |
| キーワード(3)（和/英） | 筋骨格モデル / Musculoskeletal model |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 川瀬 利弘 / Toshihiro KAWASE |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 国立障害者リハビリテーションセンター研究所脳機能系障害研究部脳神経科学研究室 Systems Neuroscience Section, Department of Rehabilitation for Brain Functions, Research Institute of National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 小池 康晴 / Yasuharu KOIKE |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学ソリューション研究機構 Solution Science Research Laboratory, Tokyo Institute of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 神作 憲司 / Kenji KANSAKU |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立障害者リハビリテーションセンター研究所脳機能系障害研究部脳神経科学研究室 Systems Neuroscience Section, Department of Rehabilitation for Brain Functions, Research Institute of National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
| 発表年月日 | 2012-11-16 |
| 資料番号 | MBE2012-49 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 297 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 4 |
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