生体計測、動作計測、力計測、ウェアラブルセンサ、触診、スキル

ヒトの巧みな動作を物理現象から解き明かす

研究背景と概要

人間の手指は、物を巧みに操る「アクチュエータ」としての役割と、物の状態を感じ取る高感度な「センサ」としての役割を同時に果たしています。医療現場での触診や精密な機器操作などは、この高度な機能が最大限に活用されている例です。一方で、こうした専門手技の習得には、長年の経験に基づく「感覚」が必要であり、初学者にとっては多くの訓練が必要となっています。本研究室では、ヒトの動作に伴う物理現象や生体信号を計測?解析するための基盤技術の開発を行うとともに、これまで主観的であった「コツ」と表現される熟練技能を客観的なデータとして解き明かすことに取り組んでいます。

テーマ１：指の動作計測センサシステムの開発

ヒトの巧みな手技を解明するには、自然な動作を妨げない計測技術が不可欠です。しかし、従来のセンサは指先に直接貼付するものが多く、繊細な触覚を阻害する点が大きな課題でした。本研究室では、指先の感覚を活かした状態で力を測定する独自の「指輪型指先力センサ」の開発に挑戦しています。最大の特徴は、指の構造に着目し、指先に何も配置せずに指先力を間接的に推定する独創的な計測アルゴリズムにあります。そのため、触診や精密操作など、微細な「感触」が英国威廉希尔公司_世界十大博彩公司-【首页】@な場面でも本来のパフォーマンスを損なわずに力加減をデータ化することが可能となります。現在は、計測の安定性や精度の向上を目指した計測手法の研究を推進しています。

テーマ２：動作解析に基づく主観的情報の工学的評価

ヒトの動作には、熟練者のコツや患者の苦痛といった数値化が難しい主観的情報が深く関わっているものがあります。本テーマでは、生体信号や物理現象の計測に基づき、これらを工学的に評価する手法の構築を行っています。例えば、医療従事者の高度な手技を生体模倣ファントムやセンサを用いて計測?解析する手法を確立することで、初学者の教育への活用が期待されます。また、患者の動作解析では、引掻き行動の強さを装着型マイクセンサで推定するシステムを開発しています。痒みという主観的な苦痛を引っ掻く動作から客観的に評価することで、適切な診断および経過観察を可能にし、患者の負担の軽減に貢献することが期待されます。

テーマ３：触覚技術の活用

医師の指先の感覚による触診は診断の基本であり、これを工学的に実現し、診断を支援するシステムの開発に取り組んでいます。病変部位は一般的に正常組織と力学的特性が異なるため、この力学特性の差異を評価するセンサシステムを研究しています。さらに、得られた硬さ感を再現する提示デバイスの研究にも取り組んでいます。これらの計測?提示技術の統合は、遠隔診断や高度な医療トレーニングを支える触覚の基盤技術として期待されています。

産学連携について

• 共同研究のご提案「生体機械医工学研究室」
• 本学の産学連携制度