高井 飛鳥 (タカイ アスカ)

TAKAI Asuka

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職名

助教

研究室所在地

杉本キャンパス

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪府立大学 -  博士(工学)

  • 大阪府立大学 -  修士(工学)

  • キングス・カレッジ・ロンドン(英国) -  修士(理学)

  • 大阪府立大学 -  学士(工学)

  • 奈良工業高等専門学校 -  準学士(工学)

研究分野 【 表示 / 非表示

リハビリテーション科学・福祉工学, ヒューマンインタフェース・インタラクション, 機械力学・制御, 知能ロボティクス, 知能機械学・機械システム

研究概要 【 表示 / 非表示

  • 人の運動の理解と運動学習支援ロボット・リハビリテーションシステムの研究

研究キーワード 【 表示 / 非表示

動作姿勢解析, 運動学習支援, 運動器リハビリテーション, 人‐人および人‐ロボット・インタラクション

研究歴 【 表示 / 非表示

  • 個人に適合した身体負荷の低減と残存機能の活用が 可能な立ち上がり動作支援に関する研究

    (個人研究) 研究期間:

    2009年
    -
    現在

  • 上肢・下肢運動機能を再建するための外骨格ロボットリハビリテーションシステムの開発

    (国内共同研究) 研究期間:

    2015年04月
    -
    現在

  • 運動学習に関連する脳活動変化とブレインロボットインタフェース技術を用いた運動技能向上の研究

    (機関内共同研究) 研究期間:

    2015年04月
    -
    現在

現在の職務 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学   工学研究科   機械物理系専攻   助教  

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Investigation on the Neural Correlates of Haptic Training.

    Asuka Takai, Diletta Rivela, Giuseppe Lisi, Tomoyuki Noda, Tatsuya Teramae, Hiroshi Imamizu, Jun Morimoto

    IEEE IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, SMC 2018, Miyazaki, Japan, October 7-10, 2018    519 - 523 2019年01月  [査読有り]

    DOI

  • Markov Switching Model for Quick Detection of Event Related Desynchronization in EEG

    Lisi Giuseppe, Rivela Diletta, Takai Asuka, Morimoto Jun

    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE  12 ( FEB ) 24 - 24 2018年02月  [査読有り]

    DOI PubMed

  • Robotizing Double-Bar Ankle-Foot Orthosis.

    Tomoyuki Noda, Asuka Takai, Tatsuya Teramae, Eiko Hirookai, Kimitaka Hase, Jun Morimoto

    IEEE COMPUTER SOC Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation    2782 - 2787 2018年  [査読有り]

     概要を見る

    © 2018 IEEE. This paper introduces an approach that robotizes an ankle-foot orthosis (AFO). In particular, toward post-stroke gait rehabilitation, we robotize a double-bar AFO, which is widely used in rehabilitation facilities, by newly designing a modular joint, a pneumatic actuator, and a Bowden cable force-transmission system. Our modular joint system, called the Modular Exoskeletal Joint (MEJ), has a hollow shaft for simple attachment to an AFO's pivot. We designed MEJ to compactly house an encoder that is built in a bearing in a pulley. We adopted Bowden cables to transmit contraction forces from an actuator to the MEJ. As an actuation scheme, we developed the Nested-cylinder Pneumatic Artificial Muscle (NcPAM) system. Even though PAMs are mechanically compliant and lightweight, they can still generate a large force. Therefore, they can provide an ideal actuation system for exoskeletal robots. The nested-cylinder in NcPAM houses a cable-tensioning spring to properly maintain small cable tension for passive movements and a cable stopper to connect the PAM and the cable for properly transmitting the large force generated by PAM. We show the ankle-joint trajectory tracking performances of this integrated system using iterative learning control.

    DOI

  • Database-driven approach for Biosignal-based robot control with collaborative filtering.

    Jun-ichiro Furukawa, Asuka Takai, Jun Morimoto

    IEEE 17th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robotics, Humanoids 2017, Birmingham, United Kingdom, November 15-17, 2017    606 - 611 2017年12月  [査読有り]

    DOI

  • 遺伝的アルゴリズムを用いた身体負荷を最小とする椅子からの立ち上がり動作の生成

    高井 飛鳥, 中川 智皓, 新谷 篤彦, 伊藤 智博

    一般社団法人 日本機械学会 日本機械学会論文集  80 ( 812 ) TRANS0064 - TRANS0064 2014年  [査読有り]

     概要を見る

    Sit-to-stand (STS) rehabilitation equipment traditionally simulates natural movements of unspecified healthy people. This type of movement may not place the lowest load on a patient's body. These factors let us develop a novel and widely applicable system for rehabilitation purposes that suggests a motion that places low body loads at the lower limb joints. This paper describes the core computation in the system that calculates a STS movement that places a minimum body load by using Continuous Genetic Algorithm (CGA). The minimization process starts from measurement of kinematic and kinetic data of a human subject by using gyroscopic sensors and reaction force plates, and then estimation and evaluation of the body load are followed. The body load which is minimized during STS movement was quantified by an index value. The index value strongly correlates with the chair height. Decreasing this index value by changing the movement during STS transfer could reduce the impact on the body, which is the same amount of load placed on the body while standing up from a higher chair height. The angular displacements of the averaged natural STS movement of the subject were considered as one of the several ways to stand up and the movements were assessed by means of the index value in CGA. A modified STS movement that can minimize the body load was computed after the optimization and it could be a personalized optimum movement allowing users to conduct rehabilitation with lesser unnecessary body load.

    DOI CiNii J-GLOBAL

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その他記事(Misc) 【 表示 / 非表示

  • 【BMIの進歩】装着型ロボットを駆動するBMI技術

    森本 淳, リジ・ジュゼッペ , 高井 飛鳥

    (株)ニュー・サイエンス社 Medical Science Digest  43 ( 10 ) 514 - 517 2017年09月  [査読有り]

     概要を見る

    BMI技術は、装着型のロボットを駆動するインタフェースとしては、ロボットが身体の一部のように制御できるようになるという意味において究極の形態である。現在のBMI技術は多自由度のロボットを意のままに動かすほどの情報を脳から抽出する方法をまだ持たないが、一方で、リハビリテーションなど医療応用には大きな期待が持たれている。また、ここに来て著名なハイテク企業がBMIの技術革新に向けた意欲を示しており今後がますます注目すべき研究領域となってきた。本稿では、BMI技術を用いて装着型のロボットを駆動する際に、そのシステムに含まれる要素技術について概説する。(著者抄録)

  • 【医工、産学連携によるリハビリテーション】普段使いの装具をロボット化 空気圧人工筋で駆動するモジュール関節付き短下肢装具の開発

    野田 智之, 寺前 達也, 高井 飛鳥, 長谷 公隆, 森本 淳

    (株)全日本病院出版会 MEDICAL REHABILITATION  ( 205 ) 22 - 27 2017年01月  [査読有り]

     概要を見る

    脳卒中後の麻痺の回復訓練において、実用化されているアシストロボットは主に股関節・膝関節をアシストの対象としており、末端効果器となる足関節の底背屈運動は出力重量比に制限があるため、アプローチが難しかった。空気圧人工筋を用いて短下肢装具を駆動するアプローチは広く研究されているが、簡便性や装着性に課題が残っていた。そこで我々は、既に広く普及している歩行用の短下肢装具にモジュール関節を取り付けてロボット化することを開発コンセプトとし、出力重量比で優れる空気圧人工筋の力をワイヤで伝達し、簡便に駆動することを特徴とした足関節用のロボット装具を開発した。本稿では、ワイヤ引き空気圧人工筋およびモジュール関節の開発と、歩行機能のリハビリテーションに向けた取り組みについて紹介する。(著者抄録)

  • 普段使いの装具をロボット化 : 空気圧人工筋で駆動するモジュール関節付き短下肢装具の開発 (特集 医工,産学連携によるリハビリテーション)

    野田 智之, 寺前 達也, 髙井 飛鳥, 長谷 公隆, 森本 淳

    全日本病院出版会 Monthly book medical rehabilitation  ( 205 ) 22 - 27 2017年01月  [査読有り]

    CiNii

  • リハビリテーション機能を有する起立動作支援システムの開発に向けた基礎検討

    高井飛鳥, 中川智皓, 新谷篤彦, 伊藤智博

    計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)  2014   ROMBUNNO.SS20-4 2014年11月

    J-GLOBAL

  • 立ち上がり動作時の下肢筋活動に関する検討

    高井飛鳥, 伊藤智博, 新谷篤彦, 中川智晧

    日本機械学会関西支部定時総会講演会講演論文集  89th   7.17 2014年03月

    J-GLOBAL

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Neural investigation towards motor skill improvements through brain-computer interface-based training

    Takai A, Rivela D, Lisi G, Noda T, Teramae T, Imamizu H, Morimoto J

    Brain-Computer Interface Samara 2020 and Samara NeuroWeek Proceedings pp. 23-25  2020年10月 

  • Split-force BWS robotによる脳卒中患者に対するトレッドミル訓練

    藤本 宏明, 高井 飛鳥, 野田 智之, 寺前 達也, 藤田 暢之, 平松 佑一, 畠中 めぐみ, 神尾 昭宏, 古川 淳一郎, 矢倉 一, 河野 悌司, 乙宗 宏範, 森本 淳, 宮井 一郎

    The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine  2020年07月  (公社)日本リハビリテーション医学会

  • 簡易型支援装置を用いた使用者の起立動作と身体負荷の比較

    高井 飛鳥, 中川 智皓, 新谷 篤彦, 伊藤 智博

    バイオメカニズム学術講演会予稿集  2014年11月  バイオメカニズム学会

知的財産権 【 表示 / 非表示

  • パワーアシスト装置およびパワーアシスト装置の制御方法 [特許]

    特願 特願2017-219045  特開 特開2019-088456 

    発明(考案)者名: 古川 淳一朗, 高井 飛鳥, 森本 淳

    J-GLOBAL

  • 運動教示システム及び運動教示方法 [特許]

    特願 JP2017021213  特開 WO2017-213202 

    発明(考案)者名: 高井 飛鳥, 野田 智之, ジュゼッペ リシ, 寺前 達也, 森本 淳, 今水 寛

    J-GLOBAL

  • 起立支援装置 [特許]

    特願 特願2015-030778  特開 特開2016-150206 

    発明(考案)者名: 新谷 篤彦, 高▼井 飛鳥, 伊藤 智博, 中川 智皓, 山田 智貴

    J-GLOBAL

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 介護予防のための動作姿勢認知能力評価手法と動作教示ロボットシステムの開発

    科学研究費助成事業 若手研究 代表者

    研究期間:

    2020年04月
    -
    2023年03月
     

    分担者・その他:高井 飛鳥

  • 個々人の状態に適応し身体負荷を最適調整する介護予防用起立動作支援ロボットの開発

    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費 代表者

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2016年03月
     

    分担者・その他:高井 飛鳥

     概要を見る

    本研究の目的は、起立動作がやや困難だが介護を必要としない高齢者が、「介護予防ロボット」を用いることで最適な起立動作を体得し、ロボットを使わなくなってからも決められた動作軌跡を再現できるようになり、現在の良好でない動作状態を変更させて身体機能を活用させることである。起立動作には、個々の筋の出力感覚や足裏感覚、さらに平衡感覚などが関わっており、高齢者の中には中腰状態の安定限界を身体感覚として持っていないことから、十分な体重移動ができず起立できないケースも多い。すなわち、正しい動作時の身体感覚を教えることが第一歩となると考えられ、本年度は人が動作を習得するメカニズムや効果的な運動の習得方法に関わる文献等の調査と実験プロトコルの検討、さらに実験環境の構築と実証実験を行った。実験プロトコルの検討には、ロボットを使ってヒトに特定の動作軌跡を正確に習得させる先行研究(Wong et al., J. neurophysiology, 2012)を参考にした。運動の身体感覚的な教示に必要な条件を調査するため、軌跡に沿って被験者の身体を受動的に動かすことができるロボットシステムを構築した。身体の位置感覚情報等によって運動教示を行った後、被験者に軌跡を再現させた。目標軌跡に対する位置に応じた引力や摂動も加えるなどして、被験者が自身の身体位置等を正しく知覚し、目標運動を短期間で効果的に習得するための条件を探索した。

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 設計製作実習

    (2020年度)大学 専門科目