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生活機能ロボティクス研究チーム
Assistive Robotics Research Team
(日本語/English)

顔写真
役職・名前
専門・担当分野
メールアドレス (+@aist.go.jp)

研究チーム長
田中 秀幸

高精度マーカ,環境構造化,ロボットビジョン,測位
(研究紹介 5
hideyuki-tanaka

主任研究員
本間 敬子

リハビリテーションロボティクス・メカトロニクス
(研究紹介 1, 2, 3, 10
keiko.homma

主任研究員
梶谷 勇

電動義手, 支援技術の開発・評価と社会実装に関する研究
(研究紹介 1, 2, 3, 8, 9
isamu.kajitani

主任研究員
尾形 邦裕

人の身体や運動のモデル化とそれに基づく支援技術
(研究紹介 2, 7
ogata.kunihiro

主任研究員
村井 昭彦

運動力学・認知インタラクションデザインによるパフォーマンスの拡張
(研究紹介 11, 12, 13, 14
a.murai

主任研究員
泉 小波

各種印刷技術を用いた電子回路やセンサ素子の作製, 曲面に対する印刷技術, 編成, 縫製技術を用いたウエアラブルセンサの作製
izumi-k

主任研究員
鮎澤 光

人型ロボットの力学と制御, デジタルヒューマンシミュレーション
(研究紹介 11
k.ayusawa

主任研究員
今村 由芽子

動作支援技術とそのバイオメカニクス的解析
yumeko.imamura

産総研特別研究員
鷲野 壮平

スポーツ動作解析, トレーニングシステムの開発
(研究紹介 11
s.washino

産総研特別研究員
中野 信泰

ヒト運動制御の機序解明・学習設計
(研究紹介 11
nakano-nobuyasu

招聘研究員
岡本 茂雄

医療・介護・健康データの活用
(研究紹介 3
shigeo.okamoto

テクニカルスタッフ
大里 美佳



mika.oosato

テクニカルスタッフ
青柳 恵美



aoyagi.emi

テクニカルスタッフ
鈴木 愛



ai24-suzuki

アシスタント
瀧本 美千代



m.takimoto
研究協力者

上級主任研究員
松本 吉央

生活支援ロボット, アンドロイド, 顔・視線計測,
ナビゲーション
(研究紹介 1, 2, 3, 4, 6, 10
yoshio.matsumoto

人々の生活機能の拡張、および高齢化社会におけるQOL向上やサービスの効率化を目指して、日常生活において人の支援を行うロボット技術(Assistive Robot, Assistive Technology)の研究開発を行い、社会に資する次世代ロボット機器の実用化を目指します。センサ技術や計測技術、運動機能への介入技術の開発に加え、ユーザの生活を分析し機器の設計につなげる設計支援や、安全性および効果の評価技術の開発を行い、実証実験や企業との連携を通じて、実用化による社会への成果還元を目指します。
生活機能ロボティクス研究チームの画像

介護ロボットの評価・検証
介護ロボットの評価・検証

1.介護ロボットの評価・検証

厚生労働省「介護ロボットの開発・実証・普及のプラットフォーム構築事業」(事務局:NTTデータ経営研究所)にリビングラボの1つとして参画しています。 生活空間を模擬・再現した実験環境を利用し、全国のリビングラボや相談窓口と連携しながら、企業により開発された介護ロボットの製品評価・効果検証、介護現場での実証支援等に取り組んでいます。
柏リビングラボ紹介ページ

本間梶谷松本

ロボットをプローブとした生活の計測・分析・介入
ロボットをプローブとした生活の計測・分析・介入

2.ロボットをプローブとした生活の計測・分析・介入

IoT化されたロボット介護機器を開発し、それを活用して生活を支援しながら、同時に高齢者の生活センシングのプローブ(探針)として利用し生活データを計測・蓄積する研究を行っています。データに基づきロボットを用いた適切な支援サービスを設計し、生活に介入しより良い支援サービスを提供することを目指しています。

本間梶谷尾形松本

3.ロボット介護機器の基準策定・標準化

IoTロボット介護機器開発プロジェクト
ロボット介護機器開発プロジェクト

「AMEDロボット介護機器開発・標準化事業」では経済産業省と厚生労働省によって策定された重点分野のロボット介護機器の開発・標準化の支援を行うことにより、被介護者の自立促進や介護者の負担軽減を実現し、ロボット介護機器の新たな市場の創出を目指しています。当グループは本事業の基準策定・標準化コンソーシアムの一員として事業を推進しています。
介護ロボットポータルサイト

本間梶谷岡本松本

介護レセプトを用いた介護ロボットの利用分析
介護レセプトを用いた介護ロボットの利用分析

4.介護レセプトを用いた介護ロボットの利用分析

筑波大学の田宮研究室と連携し、介護レセプトを用いて福祉用具の利用分析を進めています。近年は手すり、歩行器といった自立支援のための福祉用具の利用が進んでいること、福祉用具を利用することが要介護度を維持したり在宅生活を継続することに寄与していることも分かってきました。2016年度以降、介護ロボットの一部が介護保険の福祉用具の貸与対象になっており、その利用状況や効果についても調べています。

松本

5.高精度な位置姿勢推定が可能な視覚マーカ

高精度マーカ
高精度マーカ

視覚マーカは,単眼のカメラで位置姿勢を簡易に計測できるツールです。我々は、マイクロレンズアレイを用いて「見る角度に応じてパターンが変化する視覚マーカ」を開発し、平面型マーカの分野で世界最高精度の位置姿勢推定を実現しました。現在は本マーカの実用化に向けた取り組みのほか、ロボット制御、計測、AR(拡張現実)等、幅広い分野への応用研究を進めています。 (研究紹介ページ

田中

6.アンドロイドを用いたコミュニケーション支援

アンドロイドロボット
アンドロイドロボット

人に親和的なロボットを実現するための研究開発を行っています。人に酷似した外観を持ち、笑顔を表出できるよう開発したアンドロイドロボットを利用し、人に同調しながら動いたり発話したりする機能を実装し、実証実験を通じてロボットの外観や動作が人に与える影響を調査しています。現在は特に発達障害児のコミュニケーション支援を目指した実証研究を、専門の医師や教師と連携して進めています。
アンドロイド紹介ページ

松本

7.画像による運動の可視化

床反力の可視化
床反力の可視化

障害者や高齢者の方々が歩行機能改善を行う上で、身体の力学情報をリアルタイムに理解することは重要です。そこで本研究ではKINECTなどの距離画像センサから取得した人の姿勢情報と動力学モデルを組み合せることで足裏に働く反力をリアルタイムに可視化する技術を開発しました。簡便に人の動きをデータ化し、それを直感的に学習者に提示することで、リハビリテーションの質の向上に貢献することを目指しています。

尾形

8.福祉応用に関する研究

電動義手
電動義手

障害者や高齢者の生活を支援する工学技術について幅広く研究しています。特に電動義手、重度障害者用操作インタフェース、高次脳機能障害者用作業支援ツールについて、先端技術を用いた開発だけにとどまらず、評価技術の開発も行っています。例えば、電動義手の操作負担の軽減のために環境因子との相互作用による操作フレームワークを構築したり、作業療法などで用いられる評価ツールの解析を行っています。

梶谷

9.社会実装に関する研究

先端技術を用いて研究開発された工学技術は、その全てが製品化されて社会に定着するわけではありません。より多くの工学技術が社会の中で活用されるように、その社会実装過程における課題を調査したり、社会構造の解析とモデル化を行っています。そこでは、行動科学に基づく知見を活用したり、「情報」に関連する人の活動量を「情報コスト」と定義して解析を進めています。

梶谷

10.スマートエイジングを目指す日欧共同仮想コーチングシステム(e-VITAプロジェクト)

e-VITAプロジェクト
e-VITAプロジェクト

本プロジェクトの目的は、高齢者の日常生活における身体的、認知的、心理的、社会的ドメインにおける微妙な変化を検出し、在宅のスマートリビング環境における持続可能なウェルビーイングのために個人に合わせた推奨事項や介入を提供する、革新的なICTベースの仮想コーチングシステムを開発することです。 この3年間のプロジェクトは2021年1月に開始されました。本プロジェクトは、EUと日本が共同で実施します。日本側コンソーシアムは、総務省戦略的情報通信研究開発推進事業(SCOPE)の下で研究を実施しています。
プロジェクトWebサイト

本間松本

11.上肢運動用外骨格ロボットを用いた運動学習を促進する介入のデザイン

外骨格ロボットを用いた上肢運動実験
外骨格ロボットを用いた上肢運動実験

運動パフォーマンスの向上を目的とした効果的な介入を行うためには,運動学習機序の理解にもとづく設計が必要です. 本研究では理論的に扱いやすい単純化された運動である平面内の上肢のみの運動を対象とします. 上肢運動用外骨格ロボットを用いて設計した刺激を付加した運動学習実験の計測・解析と,ヒトの筋骨格情報を解析するデジタルヒューマン技術を用いて,運動学習を促進する介入を設計することを目指しています.

村井鮎澤鷲野中野

DATSURYOKU
様々な介入によるDATSURYOKUフレームワーク

12.DATSURYOKU:マルチレベルな介入による運動スキル獲得支援の実現

緊張によるスポーツの本番での失敗は過度な筋の共収縮によるパフォーマンスの低下が一因です。 筋は収縮させるのは容易ですが、脱力させることは極めて困難です。本研究は運動力学介入および認知介入により身体環境インタラクションを変化させ、運動スキル(筋脱力)獲得支援の実現を目的とします。 そしてスポーツサービスとして社会実装し、本番での失敗を防ぐことで運動へのモチベーションを向上させ、運動習慣定着を実現します。

村井

13.身体-環境インタラクションのインピーダンスモデルとそのデザイン

インピーダンスモデル
身体-環境インタラクションモデル

本研究では、ヒトがスポーツパフォーマンスや日常生活動作などのバランスのとれた動作を行うために重要な、身体と環境のインタラクションのモデルとそのデザインを提案します。 動作のやわらかさとかたさを、ロボット工学で一般的に用いられる機械的インピーダンスの概念にもとづいて、身体-環境インピーダンスで定量的に表現します。身体-環境インピーダンスモデルは、床反力に対する圧力中心の挙動をマス・バネ・ダンパ系で表現し、実計測データからパラメータを同定します。 さらに、リアルタイム重心動揺フィードバックを用いて、圧力中心の変位を減衰または増幅させることにより、身体-環境インピーダンスモデルへの介入を行います。 実験の結果、モデルのバネ係数は減衰モードの方が増幅モードよりも小さく、期待される力学的安定性と一致します。 このモデルにもとづくデザインは、リアルタイムの動作計測・分析や環境制御技術を用いて、動作のやわらかさを変化させるトレーニングプログラムに応用できます。

村井

14.多層運動力学シミュレーションによる詳細な全身動作の生成と解析

多層運動力学シミュレーション
多層運動力学シミュレーションによる動作生成

本研究では、実験室では測定できないワールドレコードを超えたパフォーマンスや怪我につながる動きなどを生成し、解析します。 緻密なデジタルヒューマンモデルと、ヒトの動作メカニズムをパラメトリックに表現したシンプルな動作表現モデルを用いた多層式運動力学シミュレーション(MLKD Sim)により、詳細な全身動作を生成します。 ここでは、実験室で測定された運動と接触力のデータを表現する単純な運動表現モデルを開発し、実験データにもとづいてこのモデルのパラメータを特定します。 そして、この運動表現モデルにモデルや環境のパラメータを変化させて準動力学計算を行うと、運動の変容と運動力学的整合性のとれた接触力がシミュレーションされます。 最後に、運動表現モデルの運動と実験データから得られる詳細な運動のマッピング関数を用いて、詳細な全身の動きを再構成します。 本研究では、実験室では計測できない怪我につながる動きを詳細に力学・運動学的に解析し、その成果はケガや転倒、疲労を防ぐことにつながり、医療や福祉の分野にも応用できると考えています。

村井





原著論文
  • Sohei Washino, Akihiko Murai, Hirotoshi Mankyu, Futoshi Ogita, Hiroaki Kanehisa and Yasuhide Yoshitake
    "Lower lung-volume level induces lower vertical center of mass position and alters swimming kinematics during front-crawl swimming"
    Journal of biomechanics, vol.121, 110428, 24 May 2021.
  • Manuel G.-Catalano, Irene Frizza, Cecilia Morandi, Giorgio Grioli, Ko Ayusawa, Takahiro Ito and Gentiane Venture
    "HRP-4 Walks on Soft Feet"
    IEEE Robotics and Automation Letters, vol.6, no.2, pp.470-477, Apr 2021.
  • Kunihiro Ogata and Yoshio Matsumoto
    "Whole body sensing dummy of the elderly to evaluate robotic devices for nursing care"
    Advanced Robotics, vol.35, issue 8, pp.504-515, 24 Feb 2021.
  • Takahiro Ito, Ko Ayusawa, Eiichi Yoshida and Hiroshi Kobayashi
    "Simultaneous Control Framework for Humanoid Tracking Human Movement With Interacting Wearable Assistive Device"
    IEEE Robotics and Automation Letters, vol.5. no.2, pp.3604-3611, Apr 2020.
  • Genki Hisano, Satoru Hashizume, Yoshiyuki Kobayashi, Akihiko Murai, Toshiki Kobayashi, Motomu Nakashima and Hiroaki Hobara
    "Factors associated with a risk of prosthetic knee buckling during walking in unilateral transfemoral amputees"
    Gait & posture, vol.77, pp.69-74, March 2020.
  • Makoto Haga, Katsuyuki Hoshina, Hiroyuki Koyama, Tetsuro Miyata, Yosuke Ikegami, Akihiko Murai and Yoshihiko Nakamura
    "Bicycle exercise training improves ambulation in patients with peripheral artery disease"
    Journal of vascular surgery, vol.71, issue 3, pp.979-987, March 2020.
国際学会
  • Keiko Homma, Mika Yasuoka, Yasuko Akutsu and Yoshio Matsumoto
    "Developing a Framework for Evaluating Robotic Care Devices in the Introduction Phase"
    Proceedings of the 2021 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics, pp.77-80, 2021.
  • Hongyuan Ren, Takayuki Tanaka, Kotaro Hashimoto and Akihiko Murai
    "Analysis of Running Expansion with Trunk and Pelvic Rotation Assist Suit by Using SLIP Model"
    In Symposium on Robot Design, Dynamics and Control, pp.458-466, Springer, Cham. , Sep 2020.
  • Isamu Kajitani, Keiko Homma and Yoshio Matsumoto
    "Investigations on Monitoring Sensor Usage and Decision-Making: A Case Study in an Elderly Care Facility"
    Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Posture, Motion and Health. HCII 2020.
    Lecture Notes in Computer Science, vol 12198, pp.521-530, Jul 2020.
  • Yasuko Kitajima, Isamu Kajitani, Mitsuhiro Nakamura, Keiko Homma, Yoshio Matsumoto and Jukai Maeda
    "Verifying the Usefulness of Monitoring Sensors Used by Caregivers in Nursing Homes"
    Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Posture, Motion and Health. HCII 2020.
    Lecture Notes in Computer Science, vol 12198, pp.531-546, Jul 2020.
  • Hideyuki Tanaka
    "Ultra-High-Accuracy Visual Marker for Indoor Precise Positioning"
    Proc. The 2020 Int. Conf. Robotics and Automation (ICRA2020), pp.2338-2343, 2020.
  • Sohei Washino, Akihiko Murai, Hirotoshi Mankyu and Yasuhide Yoshitake
    "Association between Changes in Swimming Velocity, Vertical Center of Mass Position, and Projected Frontal Area during Maximal 200-m Front Crawl"
    Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings, vol.49, no.1, p.60, 15 Jun 2020.
  • Keiko Homma, Kiyoshi Fujiwara, Takuya Ogure and Isamu Kajitani
    "Development of Contact Safety Test Procedure for Defecation Assistance Devices"
    IEEE Global Conference on Life Sciences and Technologies, pp.153-156, Mar 2020.
  • Kunihiro Ogata and Yoshio Matsumoto
    "Estimating Road Surface and Gradient using Internal Sensors for Robot Assist Walker"
    2020 IEEE/SICE Int. Symp. on System Integration (SII2020), pp.826-831, Hawaii, USA, Jan 2020.

その他

  • 岡本茂雄招聘研究員がパネラーとして登壇します。
     一般社団法人日本ケアテック協会 設立記念総会/ケアテックフォーラム
     「介護DX元年 科学的介護の現実とケアテックの推進」
     2021年6月30日(水)13:30~ (詳細はこちら
  • 岡本茂雄招聘研究員の執筆記事が掲載されます。
     「業務動作の研究と、教育の進化」 (地域ケアリング2021年8月号)
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