Kinectを用いた上肢リハビリ支援システムの開発

氏名

木澤 悟／　KIZAWA Satoru

E-mail

kizawa@akita-nct.ac.jp

職名

教授

学位

博士（工学）

所属学会・協会

日本機械学会，日本福祉工学会，日本臨床バイオメカニクス学会

キーワード

バイオメカニクス，ロボット，ニューラルネットワーク，FES

技術相談
提供可能技術

・リハビリテーション機器の設計開発
・制御機器の応用
・MATLAB/SimulinkおよびScilab

研究内容

　Kinectはマーカレスで人間の身体の関節情報を推定する機能を持っているが，逆にマーカーを取り付けた任意の位置情報を取得することは難しい．そこで，モーションキャプチャーとしての機能を構築するために，任意の位置に貼り付けたマーカーの位置情報を取得するための機能を開発した．さらに，開発したKinectシステムを上肢リハビリ装置に組み込み，システムを駆動制御するセンサーの役割とともに各関節の運動情報を取得することを検討した．

〇実験装置

　図１に開発した制御システムの基本構成を示す．主に駆動制御，力覚センサー，Kinectから構成される．また，携帯性を考慮してノートPCを基本に全てのデバイスがUSBで接続されている．

　図２はKinectを上肢支援リハビリ装置に組込んだシステムである．マーカーは手首，肘，肩および装置の位置情報取得のために装置本体に設置した．

　　　　　　　　　図１　制御システム　　　　　　　　　　　　図２　上肢支援リハビリシステム

 

〇研究成果

・Kinect　V2を応用して任意に指定したマーカの3次元位置情報の取得に成功した．
・マーカを上肢の各関節に貼付することで，モーションキャプチャーとしての機能が得られた．
・Kinectはモーションセンサー機能と同時に制御装置の位置制御にも利用可能である．
・VICONによる精度の比較実験から最大誤差は5mm程度に抑えられ，安価なモーションセンサーとしての応用が期待できる．

提供可能な設備・機器

名称・型番（メーカー）
回転型2ﾘﾝｸ倒立振子実験装置（リアルテック）