機能的電気刺激を用いた中指MP関節の動的目標角度への制御

• Item type: Journal(1)
• 公開日: 2022-04-15
• タイトル: 機能的電気刺激を用いた中指MP関節の動的目標角度への制御
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Feedback Control with a Dynamic Target Angle in the Middle Finger Metacarpophalangeal Joint Using Functional Electrical Stimulation
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: [一般論文] 運動学習，機能的電気刺激，筋骨格構造，PID制御
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• ID登録: 10.20729/00217619
• ID登録 / ID登録タイプ: JaLC
• 著者所属: 東京都市大学
• 著者所属: 東京都市大学
• 著者所属: 東京都市大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Tokyo City University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Tokyo City University
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Tokyo City University
• 著者名: 渡邊, 恭佑; 岡, 誠; 森, 博彦
• 著者名(英): Kyosuke, Watanabe; Makoto, Oka; Hirohiko, Mori
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本稿では，機能的電気刺激によって手指関節を動的目標角度に制御する方法を提案した．電気刺激によって手指関節を動的目標角度に制御できれば，手指動作を他人に教示する様々な場面で利用できる．本稿では，動的目標角度への高精度な制御を可能にするために，電気刺激強度と関節角度の間に存在する非線形性を吸収するモデル（ESIMARモデル）を構築した．ESIMARモデルは実験者の能力に依存することなく決められた手順で簡便に構築でき，電気刺激強度と関節角度のいくつかの静的な関係のみから構築できる．さらに，このモデルは試行錯誤的な修正や他の要因を考慮する必要がなくあてはまりが良い．ESIMARモデルを使用したPID制御器によって中指MP関節（Metacarpophalangeal Joint）を動的目標角度に制御する実験を行った．実験の結果，運動学習において十分とされる精度での制御が可能であった．本稿の提案制御手法を用いることで，電気刺激によって様々な手指動作を再現でき，他人に教示する場面などでの応用につながると考えられる．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: A method to control a finger joint with a dynamic target angle via functional electrical stimulation using the surface electrode method is proposed. If the finger joint can be controlled with a dynamic target angle via electrical stimulus, it can be applied in situations in which various finger movements are taught to others. In this study, to enable highly accurate control with a dynamic target angle, we constructed an electrical stimulation intensity/muscle antagonist ratio relation model (ESIMAR model) that absorbs the non-linearity that exists between the stimulus intensity and the joint angle. The ESIMAR model can be constructed in our proposed procedures without depending on the ability of the experimenter and obtained from only the several static relationships between stimulus intensity and the joint angle. Moreover, this model fits well without trial and error corrections and without the consideration of other factors. We constructed a PID controller that using ESIMAR model. Using the proposed controller, we conducted an experiment to control the middle finger metacarpophalangeal joint angle with a dynamic target angle. It was possible to perform control with high accuracy. This outcome can lead to the reproduction of various finger movements by electrical stimulation.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN00116647
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌; 巻 63, 号 4, p. 1170-1185, 発行日 2022-04-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7764