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知覚特性測定システム 新技術説明会

国内特許コード P08P005593
掲載日 2008年6月6日
出願番号 特願2006-309977
公開番号 特開2008-125520
登録番号 特許第4923256号
出願日 平成18年11月16日(2006.11.16)
公開日 平成20年6月5日(2008.6.5)
登録日 平成24年2月17日(2012.2.17)
発明者
  • 田中 良幸
  • 辻 敏夫
  • 松下 和寛
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 知覚特性測定システム 新技術説明会
発明の概要 【課題】人間の上肢姿勢維持における手先力知覚特性が方向性を有するのか否か客観的に観測する知覚特性測定システムを提供する。
【解決手段】知覚特性表示装置に、DSP装置と筋電位信号計測装置が接続する。知覚特性表示装置は、さらに操作者が知覚した手先の力負荷の大きさを入力するインタフェースを備えている。DSP装置で制御されたロボットにより、操作者に対して方向を有する運動負荷を与え、それに対して操作者が知覚した力負荷と、筋電位信号とを知覚特性表示装置において解析し、一定基準によるグラフ表示を行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


人間は、高度に発達した感覚・知覚機能により得た自己及び外界の情報に基づいて、様々な作業を実現している。特に、ドア開閉など環境からの拘束を伴う作業では、作業対象との相互作用力を受容する力知覚の役割が非常に重要となり、これまでに、人間の力知覚に関する研究が数多くなされている。
【非特許文献1】
力覚提示装置を用いた硬さ提示における視覚情報の寄与と改変効果に関する測定的検討、日本バーチャルリアリティー学会論文誌、Vol.5、No.1、795/802(2000)
【非特許文献2】
Perceptual constancy and the perceived magnitude of muscle force、Exp Brain Res、 151、 197/203 (2003)
【非特許文献3】
生体関節トルク特性を考慮した下肢操作特性の解析、計測自動制御学会論文集、Vol.40、No.6、612/618(2004) 例えば、指関節、手首関節、肘関節に付着している各筋群に着目して力負荷の主観的等価値を求める測定を行い、筋の大きさが力知覚能力に大きく寄与することを報告している例がある(非特許文献2)。もしそうであるならば、上肢多関節運動において活動する筋群は発揮する手先力の方向に応じて変化することから、人間の手先力知覚特性には方向性が存在するのではないかと考えられる。かかる検証を実施するには、人間の手先力知覚特性を定量的に示す必要がある。

産業上の利用分野


本発明は、人間の知覚特性を容易に測定、可視化可能な測定システムに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
システムを利用するユーザ1の手先若しくは外部からの動作指示により水平面に可動するハンドル113及び当該ハンドルに取り付けられた力覚センサ114を有するロボット115と、
前記ハンドル113に、所定の方向性を有する力負荷を与えるように指示し、当該力負荷に対抗する前記ユーザの手先7の耐性動作に起因する前記力覚センサ114の値を計測するとともに、前記ハンドル位置を取得するDSP装置120と、
前記ハンドル位置と、それに加える運動負荷の方向と位置を表示するディスプレイ130と、
前記DSP装置120により与えられた所定の方向性を有する力負荷と、前記耐性動作に起因して前記ユーザが知覚した力の大きさをマグニチュード推定法に基づいて入力された覚値の関係グラフ化して表示する知覚特性表示装置と
を備えることを特徴とする知覚特性測定システム100。

【請求項2】
システムを利用するユーザ1の手先若しくは外部からの動作指示により水平面に可動するハンドル113及び当該ハンドルに取り付けられた力覚センサ114を有するロボット115と、
前記ハンドル113に、所定の方向性を有する力負荷を与えるように指示し、当該力負荷に対抗する前記ユーザの手先7の耐性動作に起因する前記力覚センサ114の値を計測するとともに、前記ハンドル位置を取得するDSP装置120と、
前記ハンドル位置と、それに加える運動負荷の方向と位置を表示するディスプレイ130と、
前記耐性動作に起因する前記ユーザの筋群の筋電位信号を測定する筋電位信号計測装置
記DSP装置により与えられた所定の方向性を有する力負荷と、前記筋群のそれぞれの筋から計測した筋電位を整流積分してそれぞれの前記筋の最大随意収縮時の値で正規化して求めた平均値の関係グラフ化し表示を行う知覚特性表示装置と
を備えることを特徴とする知覚特性測定システム100。

【請求項3】
システムを利用するユーザ1の手先若しくは外部からの動作指示により水平面に可動するハンドル113及び当該ハンドルに取り付けられた力覚センサ114を有するロボット115と、
前記ハンドル113に、所定の方向性を有する力負荷を与えるように指示し、当該力負荷に対抗する前記ユーザの手先7の耐性動作に起因する前記力覚センサ114の値を計測するとともに、前記ハンドル位置を取得するDSP装置120と、
前記ハンドル位置と、それに加える運動負荷の方向と位置を表示するディスプレイ130と、
前記DSP装置120により与えられた所定の方向性を有する力負荷それぞれに応じて、前記耐性動作に起因して前記ユーザが知覚した力の大きさをマグニチュード推定法に基づいて入力されたそれぞれの知覚値を楕円に近似して求めた手先力知覚楕円と、生体関節トルク特性に基づく手先操作力楕円とを合わせて表示する知覚特性表示装置と
を備えることを特徴とする知覚特性測定システム100。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006309977thum.jpg
出願権利状態 登録


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