心身の活性化を目的とした 遊びリテーションシステム

ロボット工学科
ウエルネス研究室
ウエルネス研究室の研究分野
◇ バイオシグナルインタフェース
生体信号を入力とするインタフェースの開発
◇ ウエルネスシステム
生理計測やバーチャルリアリティ，ロボット技術を
用いたウエルネス（医療・健康・福祉）分野の応用
システムの開発と適用性・有用性の評価
◇ ヒューマンセンシング
・ヒューマンロボットインタラクション
ヒトにやさしい製品・システム（含ロボット）の設計・
評価に役立つヒトの特性の計測手法とその応用
脳波を用いた入力インタフェース
P300を用いた文字入力
『J』を入力
あ，光った
したい
文字ごとに脳波を
加算して，P300の
大きさを比較
行・列がランダムに光る
→入力したい文字に注目
入力したいのは
『J』！
脳波を用いた入力インタフェース
SSVEP（定常視覚誘発電位）を用いた
階層的メニュー選択
各周波数に対応し
たSSVEP振幅を求
めて比較
異なる周波数で輝度変調さ
れた選択肢
→操作したいメニューに注目
輝度変調刺激
単純なアルゴリズム
で，注目刺激を判定
脳波を用いたインタフェース
専門知識がなくても，短時間で利用可能に．．
http://www.emotiv.com/
市販のヘッドセット（emotiv）の利用
ゲル電極をつけた
ヘアーバンド作成
筋電を用いたロボットアームの制御
腕の動きに伴う筋電計測（6部位）
手首を上げる 手首を下げる 腕を上げる
平均振幅
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
-5
5
0
-5
5
0
-5
5
0
-5
5
0
-5
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
二値化（判定）
独立成分に分解
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
5
0
0
1 Ch
1 Ch
1.5
1
0.5
0
10
20
30
40
50
60
10
20
30
40
50
60
10
20
30
40
50
60
10
20
30
40
50
60
10
20
30
40
50
60
10
20
30
40
50
60
5
0
0
2 Ch
50
5
0
0
3 Ch
40
2 Ch
30
3 Ch
20
4 Ch
10
5
0
0
5 Ch
5
0
5
0
0
6 Ch
0
5
0
0
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
1.5
1
0.5
0
4 Ch
筋電生波形
5
-5
腕を下げる
動きの判定
筋電の定量化
1.5
1
0.5
0
5 Ch
指を閉じる
1.5
1
0.5
0
6 Ch
指を開く
1.5
1
0.5
0
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
0
10
20
30
40
50
60
ロボットアームを動かす
指を開く
指を閉じる
手首を上げる 手首を下げる
腕を上げる
腕を下げる
筋電によるロボットアームの微調整
大まかには自律制御
直観的な操作による介入
微調整
MYOを用いたロボットアームの制御
https://www.myo.com/
視線入力インタフェース
発売予定の
Jinz-memeを
想定した電極
配置
https://www.jins-jp.com/jinsmeme/
独立成分分析を用いて
垂直・水平成分に分離
垂直
成分
水平
成分
眼を動かして
メニュー選択
瞬目で決定
ついで・ながら運動促進システム
洗面所
足首の運動，スクワット，
上肢ストレッチ，バランス運動
バーチャル型ロボット
運動の開始の働きかけ
結果の報告とアドバイス
関節可動域・
重心動揺計測
アンコンシャス型ロボット
利用者の状態把握
測定データの収集と解析
ビジブル型ロボット
ビジブル型ロボット
ゲーム開始の働きかけ
歩行の誘導
廊下
ロボット
足底圧計測
歩行機能評価
ヒップストライド歩行，
上肢の運動
下肢筋力・
握力計測
二ーアップ，足首の運動，
ハンドグリップ
居間
遊びリテーションシステム
高齢者施設のグループ
レクリエ―ション
発達障がい児の
バランストレーニング
ＷｉｉＦit
ヒューマンセンシング
ドライバ状態計測＆車載情報機器の評価
EF（眼球停留点）
Fz
20
P3潜時
15
x
10
x
x
x x
5
C1
■ C1
C4 ■ C4
fig
■ fig
■ num
num
str
x P3
■ str
0
-5
-10
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
EFRP波形
眼球停留関連電位のP3潜時は認
知負担が高いと延長する
人とロボットのインタラクション
デスクワーク中に休憩（ストレッチ），
TV視聴中に「ながら運動」を働きかける
“Let’sdo stretching exercise”
“ Let’sdo exercise “
“Kee up ! ”
ヒトとロボットのインタラクション
人の状態推定技術の開発と
これを用いた効果的な働きかけの研究
 居間でTVを見ている人が，
たいくつしていたら，運動を働きかける
集中していたら，そっとしておく
集中の切れ目に，運動を働きかける
 仕事中の人が，イライラしていたり疲れていたら
小休止を働きかける
（作業の切れ目に）リラクセーションを働きかける
心拍と呼吸を用いた人の（集中）状態評価
適切な働きかけのタイミング取得のために
人の集中度低下を検出する
集中時
a)
集中低下時
b)
心拍と呼吸のNon-intrusiveな計測
椅子の背もたれと座面に仕込んだ電極と
圧力センサでセンサ装着なしで計測
人とロボットのインタラクション
人の状態によってロボットの働きかけ
高覚醒
方を変える
快
不快
低覚醒
人とロボットのインタラクション
ロボットによる視線誘導
誘導あり
視線計測
誘導なし
詳しくは．．．
ウエルネス研究室
http://www.oit.ac.jp/bme/~ohsuga/
コンテンツ例
卒研テーマと概要
１年間のスケジュール
研究室の雰囲気がわかる写真
研究テーマ（2011~2013）


脳波を用いたブレインマシンインタフェース（自主研究）
筋電を用いたロボットアーム制御（自主研究）




低負担生理計測手法（企業との共同研究→科研）
人とロボットのインタラクションのための人の状態推定（科研）
家庭内でながら・ついで運動を働きかけるシステム（科研→自主）
人とロボットのノンバーバルインタラクション（自主研究）


リラクセーション・緊張緩和システムの開発（自主研究）
認知症高齢者のための遊びリテーションシステムの開発 （自主研究，施設・病

片麻痺患者のための指リハビリシステム（自主研究，病院と共同研究）
院・学外研究所との共同研究）
 ドライバの覚醒状態維持（企業・他大学との共同研究）
 呼吸誘導による音楽再生の臨場感創出（企業との共同研究）
 立体視を用いた直感操作インタフェース（自主研究）
＃過去の卒業研究は，web参照
2014年度の卒業研究テーマ
 筋電を用いたロボットアームの操作
 手ジェスチャによるロボット介入操作インタフェースの開発
 眼球運動と瞬目を用いた入力インタフェースの開発
 定常視覚誘発電位を用いたメニュー選択インタフェースの開発
 デスクワーク中の人の状態推定に関する基礎的検討
 脳波と自律神経指標を用いた感情推定のための基礎検討
 倒立振子型パーソナルモビリティが操縦者に与える心理的負担
の計測
 高齢者見守りシステムの一要素としての抱き枕型ロボットの開発
ロボット工学ゼミナールでは．．．
 人間力強化
 協調作業（グループワーク）
 プレゼンテーション（１分間トーク）
 進路指導
 卒研への助走
 テーマ選定
 基礎技術習得
 研究室イベント
 冬・夏の合宿
 オープンキャンパス
 歓迎会・追コン．．．
年間スケジュール(予定)


















2015 .9/E
2015.10/B
2015 10/E
2015.10/E
2015.12/M
2016 2/M
2016 .3/B
2016.3/E
2016. 4/B
2016 7/B
2016 7～8
2016 8/M
2016 9/E
2016 11/B
2016 12/M
2017. 2/B
2017 .3/M
2017 .3/E
ゼミ配属，歓迎会，進路相談
リレイアウト （席替え）
ロボット工学ゼミテーマ決定＆プレゼン，(勉強会)
学園祭， テクノフェアデモ
卒研テーマ発表，卒研中間発表会（合宿），忘年会
ロボット工学ゼミ発表会，（卒研最終発表会）
卒研テーマ確定， 就職相談
卒業生送別会，ゼミ旅行？
院試（内部進学)
院試(一般第1回)，オープンラボ
オープンキャンパスデモ
卒研第1回発表会（合宿）
3年生歓迎会
学園祭，テクノフェアデモ？
卒研第2回発表会（合宿） ，忘年会
院試(第2回)，卒研締切，卒研最終発表会
追いコン
卒業式，卒業パーティ
こんな人に向いています
元気で明るい人
ユーザの心を汲んでものづくりができる人・したい人
人を対象とした研究・実験（ロボットと人のインタラク
ションなど）をしたい人
健康・福祉分野に興味のある人
将来，企業で，ロボット工学科で学んだことを活かし
て，ヒトにやさしい製品開発や，製品の評価に関わる
仕事をしたい人
ロボット工学実験の筋電の実験が面白かった人
（実験参加者になることは必須ではありません．）
ヒューマンインタフェースを履修・単位取得した人．生
理心理工学を履修予定の人（必須ではありません） ．
院進学希望者，学会発表したい人
他組織（企業，大学，施設）と交流したい人