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伊东教授と、口腔内コントローラを付けた电动车椅子に乗る修士1年の吉田直煕さん

筆者の研究室では、软体型圧力センサによる电动义手の駆动研究を行っていました。通常の電動義手は、筋電位によって駆動します。しかし、筋電位は筋肉の活動に伴う微弱な生体信号により駆動しますので、ノイズに弱く、実用的な電動義手では、指先の開閉動作をさせるのが精いっぱいなのが現状であり、値段の割にできることが少なく、実際に使われることが少ないという問題がありました。
これを、半球状の柔らかなシリコーンゴム膜の内部にフォトリフレクタを内蔵した软体型圧力センサで、筋肉の膨张?かたさ変化を计测し、それをもとに电动义手を駆动する方式に改めました。このセンサではノイズがほとんどなく、极めて安定した駆动ができるため、指の开闭だけではなく、开闭速度の调整、センサの増设による手首の回旋机能の导入など、简単に成功しました。厂罢贰贵（简易上肢机能検査）では、筋电义手をはるかに凌驾する操作性を示しました。さらに、本センサを义手の指先につけることで、なんと绢ごし豆腐を持たせることができ、これを日本机械学会搁辞产辞尘别肠丑2016にて発表したところ、义手はもちろんのこと、最新のロボットハンドでも绢ごし豆腐の把持は难しいのにと、大騒ぎになりました。

しかしながら、自分でも义手を駆动していて、前腕や上腕の筋肉で手の动作を作り出すことに、何か违和感を感じました。ペンフィールドのホムンクルスによると、人の脳内では、手の占める割合が圧倒的に大きく、次に舌や口腔内が大面积を占めます。前腕や上腕の占める面积はわずかです。今の义手のような极めて単机能なものであれば駆动情报を作り出せますが、今后义手が高机能化し人の手のようになったとき、前腕や上腕の筋肉で本当に繊细な駆动情报を作り出せるのか？もっと人の思いを自在に表现できないと手を駆动することは难しいのではないかと考えたわけです。

口はしゃべるときと食べるとき以外は空いています。もともと高机能で、しゃべるために人の思い通りに舌や口腔を复雑に动かすことができるのは、皆知っていることです。しかし、カメレオンでもないと、届く范囲が狭すぎ、そのまま手の代わりにはなりません。そこで、舌の高机能性を生かして、コントローラに使えれば、こちらの意志を自在に机械に伝えるインターフェースとして使えるのではないかと考え、现在开発しているのが、口腔内コントローラです。

构造は、软体型圧力センサ同様、半球状のシリコーンゴムを舌で変形させる构造ですが、内部にフォトリフレクタを3つ均等配置してあり、これにより変形方向も割り出せるようになっています。当初は口の前方に设置して舌で押して上下左右に动かして制御する形式のものを作りました。これにより、电动车椅子を操縦したり、ロボットアームを第叁の手として舌で操縦して、健常者のはんだ付け作业を补助させたりすることに成功しました。

现在、舌の疲労を减らすべく、设置位置を口腔の上方に変更し、舌を前后左右に动かして操縦するタイプのコントローラに改良している最中です。

この话を搁辞产辞尘别肠丑2021にて発表したところ、日刊工业新闻が取り上げてくれました。このコントローラの有効利用について、良いアイデアが思い浮かばれたら、是非ご连络ください。特に「ヘイシリ」とか「ハイアレクサ」など、コンピュータに言叶で指示するのが嫌でしょうがない笔者のような方、よろしくお愿いします。

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