スポーツ動作解析 岩木健康増進プロジェクト 知能機械工学科 佐川研究室 2015年度研究紹介 歩行動作解析 ３次元動作計測センサ 投球ロボット 医療用ロボット開発 今日の課題 一人１つ以上質問すること！ 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 構成員 • 教員 佐川貢一 教授 • 修士課程 – 2年 – 1年 ２名 １名 • 4年生 ４名 佐川先生誕生会にて 岩木山頂にて 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 年間行事 研究テーマ決定 花見 7月 ソフトボール大会 8月 オープンキャンパス 合同キャンプ 院試＆打ち上げ 10月 サイエンスへの招待＆楽しい科学 11月 仮配属歓迎会 2月 卒論，修論発表会＆打ち上げ 3月 卒業式＆祝賀会 4月 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 医用システム工学分野 佐川研究室 人間の動作・生体情報計測技術開発 人間の動きの中に隠された見えない特性の解明 人に気づかれずに有益な情報の計測 人間 歩行，投球，走行，ジャンプ，転倒，子供，高齢者… 上達度，怪我の危険性，転倒予測，病気発見，治療の効果… ハードウェア ソフトウェア 動作計測センサ 今までにない装置 ロボットの応用 新たな計算方法 新たな実験方法 アプリ開発 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 研究テーマ(現在・過去・未来) • スポーツなどの動作解析システムの開発 • 歩行動作からの転倒や認知症の予測 • ロボット技術の医療分野への応用 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 スポーツなどの 動作解析システムの開発 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 装着型センサを用いた 全身の動作解析 • 背景（動作計測の必要性） – リハビリ効果の確認 – スポーツフォームの確認 • 光学式動作解析装置 光学式動作解析装置 利点：高精度 欠点：高価，場所限定，装置の設定複雑 • 慣性センサ（装着型センサ） – 安価，場所無限，扱い容易 – 低精度 慣性センサ • 目的 – 装着型センサによる高精度３次元動作解析の実現 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 動作解析用９軸慣性センサ作成 ３D加速度＋３D角速度 ３D地磁気 microSD card マイコン 計測データ 加速度 ±16 [g] 角速度 ±2000 [deg/s] 地磁気 ±1.3 [Ga] サンプリング周波数 ：100 [Hz] PC-WIMU通信速度：115200 [bps] ケースは３Dプリンタで作成 23 [mm] 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 上肢の動作計測（投球） ビデオカメラで撮影した投球フォーム 慣性センサで計測した投球フォーム 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 上下肢の動作計測 解析結果 実際の動作 投球動作 立ち幅跳び 回転ジャンプ さらなる推定精度向上に取り組み中！ 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 ノルディックウォーキングの動作解析 メリット 通常歩行と比較 エネルギ消費量：平均20％上昇 心拍数：約13％上昇 膝などの関節への負担軽減 正しいNWの習得不可欠 上級者によるノルディックウォーキング 本研究の目的 ノルディックウォーキングの動作計測および上達度評価 腕の角度，ストックの角度，ストックの位置など 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 ノルディックウォーキングの動作解析 NW動作を再現！ 推定動作のアニメーション 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 歩行動作からの 転倒や認知症の予測 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 二重課題歩行計測による 転倒リスク予測 背景 考え事 転倒 高齢者の転倒の一因 考え事→歩き方変化→躓き・転倒 研究内容 歩き方の変化→転倒経験の識別，将来の転倒可能性予測 実験用アプリ開発（センサ制御＋実験情報記録） 昨日のおかずは…？ 人間の注意力の数値化 タブレット端末 慣性センサ 歩き方の変化計測 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 革新的イノベーション創出プログラム 『脳科学研究とビッグデータ解析の融合による画期的な疾患 予兆発見の仕組み構築と予防法の開発拠点』との連携 2015年5月30日～6月8日 岩木健康増進プロジェクト 歩行運動は認知症 予防に有効 歩行速度の変化は認知障害の 発症を引き起こす 10[m] 10[m]の最大速度歩行測定 角度 高さ 重複歩距離，歩行速度 ⇒認知症の予兆を表すデータ探索 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 ロボット技術の応用（その1） 関節トルク実測・検証用 投球ロボットの開発 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 投球ロボットの開発 研究目的 投球障害について関節の負荷を実測！ 投球ロボットの場合 力センサで実測 人間の場合 慣性センサから推定 比較 推定結果の妥当性検証 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 投球ロボットによる肩関節トルクの実測 モーションキャプチャによる人の動作計測と ロボット関節角度への変換 ロボットによる投球動作実現 肩関節に作用する実測トルク 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 ロボット技術の応用（その２） 全自動採血ロボットの開発 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 自動採血ロボットの開発 目的 • 採血の自動化 • 医療ミスの軽減 • 感染症の予防 • 人員の削減 参照：http://japanese.engadget.com/2009/09/18/78-bloodbot/ 必要とする技術 • • • ロボットの機構・制御プログラム開発 画像処理による血管抽出 看護婦の動作の特徴計測 参照：http://noizm.blogspot.jp/2015/04/Watch-this-robot-draw-blood-from-patient.html 2015年度 佐川研究室 研究室紹介 医用工学に興味のある人を待っています M2 佐藤 M1 アミル B4 福士 B4 久我 佐川教授 M2 菊地 B4 工藤 B4 成田 学会での発表（M1 アミル，片倉小十郎，M2 佐藤，佐川，伊達政宗，M2 菊池） 質問してください Webからも見られます!! http://www.mech.hirosaki-u.ac.jp/~sagawa 2015年度 佐川研究室 研究室紹介
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