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人腕の骨格モデルに基づいた多自由度電動義手の開発と臨床応用

本研究では、事故などで上肢の一部を失われた身体障がい者が物体とのインタラクションなど日常生活における殆どの作業を行うことができ、外観上にも本物の手と同様な多自由度電動義手の開発を目的とする。近年、申請者らはロボットハンドを製作し、筋肉の数式モデルを用いて粘弾性を制御することを提案している。このノウハウを応用し、①人腕の骨格モデルに基づいた電動義手を製作し、②機械学習をほとんど必要としない筋肉の数式モデルを用いて各アクチュエータの粘弾性を制御することで革新的な電動義手の基盤技術の構築を目指す。本研究によって身体障がい者向きの筋電電動義肢やリハビリなど臨床へ応用、そして、海底、宇宙環境で人間のように巧みに操作するロボットハンドへの応用も期待される。

2020年度までの結果

2021年度の結果

新しく設計した提案モデル指骨のトンネル構造

液体金属で作られたセンサの導入

主な発表論文

〔雑誌論文〕

①Chao Chen, et. al., G-Causality Brain Connectivity Differences of Finger Movements between Motor Execution and Motor Imagery , Journal of Healthcare Engineering, 5068283, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/5068283

②Chao Chen, et. al., Neural activities classification of left and right finger gestures during motor execution and motor imager, Brain-Computer Interfaces 1-11 2020. 

③清水 智, 坂田 修一, 福田 聖斗, 辛 徳, 釣り糸を用いた人工筋肉を動作させるための制御装置の開発, 東京工芸大学工学部紀要 43(1) 15-20 2020.

④Chao Chen, et. al., EEG-Based Anxious States Classification Using Affective BCI-Based Closed Neurofeedback System , Journal of Medical and Biological Engineering 2021.

⑤Li et. al., Brain Patterns During Single-and Dual-Task, Journal of Medical Imaging and Health Informatics 11(3) 781-788 2021.

⑥Kambara et. al., Modulation of wrist stiffness caused by adaptation to stochastic environment, Advanced Robotics 1-17 2021.

⑦Zixun He, Yousun Kang, Duk Shin, A Design of Anthropomorphic Hand based on Human Finger Anatom, Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal, 6(4): 431-438 2021. 

〔学会発表〕