著者

粕谷 昌宏 加藤 龍 高木 岳彦 伊藤 寿美夫 高山 真一郎 横井 浩史

出版者

国立研究開発法人 科学技術振興機構

雑誌

情報管理 (ISSN:00217298)

巻号頁・発行日

vol.58, no.12, pp.887-899, 2016-03-01 (Released:2016-03-01)

参考文献数

38

被引用文献数

2

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本稿では,身体機能を補完する義手と,身体を拡張する義手について述べる。まず,身体機能を補完する義手として,これまでに用いられてきた義手の種類や構成要素,動作原理を解説する。特に,義手の中でも近年注目されている,筋電義手について詳しく記述する。筋電義手の歴史は半世紀以上前までさかのぼるが,その制御方法は長らく革新されてこなかった。そのため,近年登場してきた多自由度の筋電義手においては,制御が複雑で使用者の負担となっていた。これに対し,多自由度の筋電義手でも,直感的で簡便な制御を可能とする,新たな制御方法が実用化されつつある。その研究動向について解説し,そのうえで,この新たな制御方法が実用化されることにより,身体を拡張する義手として,今後社会がどのように変化していくかを述べる。本稿では,最新の筋電義手の動向を,研究段階のものから実用段階のものまで広く解説する。

著者

久保田 雅史 山村 修 神澤 朋子 五十嵐 千秋 松尾 英明 成瀬 廣亮 嶋田 誠一郎 加藤 龍 横井 浩史 内田 研造 馬場 久敏

出版者

日本理学療法士学会

雑誌

理学療法学 (ISSN:02893770)

巻号頁・発行日

vol.41, no.1, pp.13-20, 2014-02-20 (Released:2017-06-28)

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【目的】本研究の目的は,急性期脳梗塞患者に対する歩行中の機能的電気刺激(functional electrical Stimulation:FES)が運動学的・運動力学的歩行パラメータおよび内側感覚運動皮質(medial sensorimotor cortices:mSMC)のヘモグロビン濃度に及ぼす即時的影響を検証することである。【方法】対象は発症後14日以内の脳梗塞患者8名とし,FESは遊脚期に前脛骨筋を,立脚後期に腓腹筋を刺激した。歩行パターンの変化は三次元動作解析システムを用い,mSMCのヘモグロビン濃度変化は近赤外線分光法を用いて計測した。【結果】FES実施前と比較してFES実施中に,歩行速度や,麻痺側立脚期の股関節屈曲モーメント,膝関節伸展モーメントおよび足関節底屈モーメントが有意に上昇し,FES終了後にも持続した。また,FES実施中の非損傷側mSMCの酸素化ヘモグロビン濃度は,FES非実施時と比較して加速期・定速期とも有意に低下していた。【結論】FESは麻痺側立脚期の支持性向上や麻痺側立脚後期のroll-off機能向上といった歩行パターンを変化させ,さらに非損傷側mSMCの過剰な脳活動を抑制している可能性が示された。

著者

關 達也 森 浩一 横井 浩史

出版者

電子情報通信学会

雑誌

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 (ISSN:09135685)

巻号頁・発行日

vol.116, no.519, pp.103-106, 2017-03-10

著者

小畑 承経 熊谷 あやね 矢吹 佳子 東郷 俊太 姜 銀来 横井 浩史

出版者

一般社団法人 日本ロボット学会

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.39, no.8, pp.744-750, 2021 (Released:2021-10-23)

参考文献数

21

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This study demonstrates that a bio-inspired fingertip structure improves the grasping performance of a prosthetic hand. A prosthetic hand attached to a human user requires a higher degree of grasping stability with minimal components compared to a typical robotic hand. Precision grasping tends to be less stable than power grasping; however, the former is used more frequently in daily life. To improve the stability of precision grasping, in this study, we focused on a two-layered elastic structure consisting of epidermis and subcutaneous tissue found in the finger. The efficiency of the two-layered structure, with respect to grasping stability, was evaluated by comparing one-layered and two-layered artificial fingertips. Finally, a two-layered elastic glove was designed based on the stability of the grasping. The stability of the precision grasping was evaluated using the pendulum experiment. The developed glove showed higher stability than the conventional prosthetic hand system.

著者

横井 浩史 千葉 龍介

出版者

公益社団法人 計測自動制御学会

雑誌

計測と制御 (ISSN:04534662)

巻号頁・発行日

vol.47, no.4, pp.351-358, 2008-04-10 (Released:2022-11-25)

参考文献数

29

著者

横井 浩史 姜 銀来

出版者

公益社団法人 精密工学会

雑誌

精密工学会誌 (ISSN:09120289)

巻号頁・発行日

vol.83, no.11, pp.1000-1005, 2017-11-05 (Released:2017-11-05)

参考文献数

27

著者

姜 銀来 李 文揚 陳 鵬 東郷 俊太 横井 浩史

出版者

一般社団法人 日本ロボット学会

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.38, no.7, pp.657-666, 2020 (Released:2020-09-05)

参考文献数

17

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Humanoid robot arms have attracted more and more attention since it is human-friendly with the same size and movement characteristics of a human arm. A new 7-DoF (Degrees of Freedom) humanoid robot arm is proposed in this paper. To achieve high torques while keeping down the weight, all the motors are coupled with tendons. 2 motor 2-DoF (2M2D) and 3 motor 3-DoF (3M3D) coupled tendon-driven joint modules are proposed as basic components for the robot arm. The 2M2D coupled tendon-driven joint module and the 3M3D coupled tendon driven joint module structures are analyzed and compared. The 7 DoFs of a human arm were divided into a 3-DoF shoulder joint module, a 2-DoF elbow joint module, and a 2-DoF wrist joint module. The developed robot arm weighed 2.2[kg], while being able to lift a 1.5[kg] load. A current consumption experiment was conducted to verify the torque transmission characteristics of the 2M2D and 3M3D joint modules. A path repeatability experiment and an experiment to imitate dexterous manipulations of a human arm with master-slave control were conducted to investigate the performance of the modularized humanoid robot arm. The experimental results showed that the joint modules realized motor reallocation via tendon coupling, and that the humanoid robot arm was capable of performing dexterous manipulations like a human arm.

著者

加藤 龍 横井 浩史 Ryu Kato Hiroshi Yokoi

雑誌

人工知能学会誌 = Journal of Japanese Society for Artificial Intelligence (ISSN:09128085)

巻号頁・発行日

vol.23, no.3, pp.326-333, 2008-05-01

著者

姜 銀来 横井 浩史

出版者

電気通信大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2016-04-01

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障碍者にも容易に使えて安定的なsEMG(表面筋電図)信号を計測できる計測法は、sEMGを制御信号とする福祉機器の実用化のための重要な課題である.本研究は、材料科学と電子工学と情報工学との複合領域的なアプローチで実用性の高いsEMG計測・解析法を開発する.H29年度は,電極の材料において,導電性カーボンブラックを混入したシリコンゴムを用いた、柔軟な筋電電極を開発と基本性能の評価を行った.カーボンブラックの濃度を変えることで、筋電電極の導電性を調整し、導電性と計測された信号のSN比との関係を調べた.電極の導電性が高いほど良いことではなく、最適濃度が2~3%の間になることが分かった.また,金メッキ線と導電性シリコンをハイブリッドした電極を開発し,より安定的な筋電信号計測を実現した.筋電信号計測回路において,信号源インピーダンスの影響を調べるために、小型インピーダンス計測装置を開発し、筋電とインピーダンスとの同時計測を実現した.信号源インピーダンスに基づいた電極配置の探索、及び筋電信号の評価が可能となった.また,インピーダンスと筋電信号との両方を利用したマルチモーダルな識別方法の構築も可能となった.筋電信号の解析において,筋電信号の経時的変化に対応するために群知能を利用した新しい筋電識別法を構築した.筋電義手の制御に想定される7動作(安静,握り,開き,掌屈,背屈,手首の回内,回外)を用いた評価実験を行た結果,パラメータの最適化により,筋電義手を制御するための筋電信号を高精度で識別できることが確認された.

著者

森下 壮一郎 横井 浩史

出版者

一般社団法人電子情報通信学会

雑誌

電子情報通信学会技術研究報告. SITE, 技術と社会・倫理 (ISSN:09135685)

巻号頁・発行日

vol.110, no.321, pp.27-30, 2010-12-02

被引用文献数

1

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自動機械による事故や不具合が発生すると,それを設計した技術者の予見可能性が問われることが多い.一般には,専門家の見解は専門的知識を持たない者のそれよりも重視され,専門家にとってすら想定外の不具合であることが客観的な証拠を伴って示されれば,予見可能性は否定される.ただし,専門家は専門的知識に基づいて自動機械の適用範囲について妥当な判断を行えるが,専門的知識を持たない者は自動機械の取り扱いについて慎重になって,その適用範囲を過小評価することがある.このような状況下で専門家が予見し得ない不具合が生じると,専門的知識を持たない者による見立てと結果とが偶然に一致し,そのことをもって技術者に対して過大な責任を問われることがある.特にこの傾向は計算機システムにおいて顕著である.本稿では,偽計業務妨害容疑で岡崎市立中央図書館の利用者が逮捕された事件をこの問題のケーススタディとして挙げ,自動機械の設計および技術者倫理的な観点から,今まで筆者らが検討してきた内的セキュリティ問題としての側面について論じる.

著者

西川 大亮 兪 文偉 横井 浩史 嘉数 侑昇

出版者

一般社団法人電子情報通信学会

雑誌

電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理 (ISSN:09151923)

巻号頁・発行日

vol.82, no.9, pp.1510-1519, 1999-09-25

被引用文献数

23

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本論文では筋電義手制御のための新しい学習法を提案する.従来研究されている筋電義手の制御手法は,切断者に対する義手適用訓練と義手に対する個人差の学習を別々に行うOff-line型である.そのため切断者は訓練中においては義手操作の感覚をつかみづらく,使用中は義手を自身の変化に追従させるのが困難であった.そこで本論文では実時間で学習を行うOn-line型の学習機構を設計する.本手法では切断者本人が使用中に与える評価から,義手装置は表面筋電位と動作の間の適切な写像関係を獲得する.これにより訓練時間の短縮と個人差への適応を実時間で実現する.本論文では手法の検証のために6種類の動作識別実験を行っている.まず前腕の運動イメージを用いた実験を行い,従来のOff-line型の手法と比較している.更に上腕での切断者を意識して,肩甲帯の運動から筋電信号を取り出し義手駆動実験を行っている.実験における前腕での識別率は提案手法で89.9%,従来法で80.3%であった.また提案手法における肩甲帯での識別率は79.3%の性能が達成されており,上腕切断者に対する本筋電義手制御法の適用の可能性が確かめられている.

著者

兪 文偉 横井 浩史 嘉数 侑昇

出版者

一般社団法人 電気学会

雑誌

電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌) (ISSN:03854221)

巻号頁・発行日

vol.117, no.9, pp.1300-1307, 1997-08-20 (Released:2008-12-19)

参考文献数

14

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In this paper, we propose the State Grouping scheme for coping with the problem of scaling up the Reinforcement Learning Algorithm to real, large size application. The grouping scheme is based on geographical and trial-error information, and is made up with state generating, state combining, state splitting, state forgetting procedures, with corresponding action selecting module and learning module. Also, we discuss the Labeling Based Evaluation scheme which can evaluate the opportunity of the state-action pair, therefore, use better experience to guide the exploration of the state-space effectively. Incorporating the Labeling Based Evaluation and State Grouping scheme into the Reinforcement Learning Algorithm, we get the approach that can generate organized state space for Reinforcement Learning, and do problem solving as well. We argue that the approach with this kind of ability is necessary for autonomous agent, namely, autonomous agent can not act depending on any pre-defined map, instead, it should search the environment as well as find the optimal problem solution autonomously and simultaneously. By solving the large state-size 3-DOF and 4-link manipulator problem, we show the efficiency of the proposed approach, i.e., the agent can achieve the optimal or sub-optimal path with less memory and less time.

著者

兪 文偉 横井 浩史 汪 金芳 村田 淳 横井 浩史 汪 金芳 村田 淳

出版者

千葉大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2007

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本研究は運動機能及び感覚機能代行における機能補助機器とその使用者間の動的協調の実現を目指すものである。研究期間中,機能補助機器を筋電義手に限定し,(a)様々な動的タスクにおける肩・アーム・手複合体の協調特性の計測や動的補助動作を実現するための使用者運動意図の識別方法の開発,(b)使用者への感覚提示方法の提案,(c)(a)と(b)の統合で,動的協調を実現するためのインタフェースの構築を行い,その有効性を検証した.

著者

梶谷 勇 星野 力 西川 大亮 横井 浩史 梶原 信樹 樋口 哲也

出版者

一般社団法人電子情報通信学会

雑誌

電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解

巻号頁・発行日

vol.98, no.275, pp.9-16, 1998-09-18

被引用文献数

3

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表面筋電位のパターン認識によるユーザインタフェースの一つの実現例として, 筋電操作型義手がある.従来の筋電操作型義手では, 表面筋電位に個人差ががあるために, 障害者が義手に対して適応する必要があった(約1ヶ月の訓練が必要).そこで本研究では, 従来とは逆に障害者に対して適応できるような義手を開発する.適応の手段としては, 高速に適応でき, かつ, 小さく実装可能な, 進化するハードウェアを用いる.