福祉工学（ものづくり）実験

科目名	福祉工学（ものづくり）実験

単位数	学年配当	開講期間	担　当　教　員
4	3	後期開講	渡辺　崇史、鈴木　康雄

テーマ

組み込みシステムの基本的な技術習得を通して，障害のある人の機器操作のための入出力信号制御方法について学ぶ(渡辺)　生体から得られる情報を計測し、それを利用する方法を学ぶ。（鈴木）

科目のねらい

＜キーワード＞
組み込みシステム(渡辺)　　インタフェース(渡辺)
障がい者支援(渡辺)　　筋電図（鈴木）
加速度計（鈴木）

＜内容の要約＞
渡辺：障害のある人の機器操作は，個別の障害状況や能力に合わせて対応する必要がある．特にコミュニケーション機器等を操作するためには，障害特性に合わせた制御が必要となる．本実験では，不随意運動，筋力低下等の肢体不自由者に見られる身体特性に合わせたインタフェースの検討を行う．インタフェースはマイコンボードを用い，プログラミングによって試作する．今まで学んできた情報技術を活かし，具体的な利活用方法を習得する．
鈴木：生体を客観的な指標で評価して理解するためには、生体が持っている情報を信号として捉える必要がある。生体信号を計測し、データを有用な形に変換して、利用する方法を学ぶ、生体信号は医療系・福祉系で利用頻度の多い筋電図と加速度を扱う。

＜学習目標＞
組み込みシステムの基本的なプログラミングの知識と技術を活用できる(渡辺)
さまざまな運動機能障害と機器操作との適合に対して，入出力信号制御による対応方法を応用できる(渡辺)
障害のある人のためのコミュニケーション関連機器，環境制御装置およびICT関連機器等の操作方法について検討することができる(渡辺)
人の活動が計測できる
計測したデータを用いて体の状態が理解できる

授業のながれ

オリエンテーション，マイコンの特徴と種類(渡辺)
マイコンの活用方法と開発環境(渡辺)
プログラミングの基本(渡辺)
プログラムの書き込み，動作確認方法(渡辺)
プログラミング実験(１)(発光ダイオードの制御)(渡辺)
プログラミング実験(２)(タイマを使ったイルミネーション)(渡辺)
プログラミング実験(３)(入力スイッチ・センサーに反応させる)(渡辺)
プログラミング実験(４)(複数のスイッチ・センサーに反応させる)(渡辺)
プログラミング実験(５)(遅延制御・反転出力)(渡辺)
プログラミング実験(６)(自己保持回路)(渡辺)
プログラミング実験(７)(ワンショット回路)(渡辺)
プログラミング実験(８)(ステップスキャン回路)(渡辺)
プログラミング実験(９)(オートスキャン回路)(渡辺)
課題実験(１)(障害のある人への適用)(渡辺)
課題実験(２)(障害のある人への適用)(渡辺)
イントロダクション（センサと計測の方法について）（鈴木）
電気信号の計測（鈴木）
筋電図について（鈴木）
筋電図の計測（鈴木）
筋電図の信号処理（RMSと積分値）（鈴木）
筋電図の信号処理（筋電図と筋力）（鈴木）
筋電図の信号処理（周波数変換）（鈴木）
筋電図データの整理（鈴木）
筋電図のまとめ（鈴木）
加速度計について（鈴木）
加速度の計測（鈴木）
加速度計の信号処理（加速度から速度と位置への変換）（鈴木）
加速度計の信号処理（関節角度の計算）（鈴木）
加速度計データの整理（鈴木）
加速度計のまとめ（鈴木）

準備学習の内容・学ぶ上での注意

渡辺：Arduinoというマイコンボードを利用して，課題内容の検討・プログラミング・実験・評価を繰り返し行います．指示された内容については，次の授業までに必ず予習しておいてください．また，興味のあることや不明点は，自ら進んで調べたり実際に試したりしながら，知識や技術を深めるようにしてください．
鈴木：実験において客観的で意味のあるデータを得るためには、計測時の注意深さとデータ整理時のてねいさが必要です。

本科目の関連科目

コンピュータシステムI・II，プログラミング演習I・II，リハビリテーション工学
リハビリテーションシステムI

成績評価の方法

課題・小テスト
レポート
中間試験
定期試験
その他

80％
20％
0％
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0％

テキスト

■テキストを使用する
■レジュメを使用する
□未定（最初の授業で指示する）

＜著者＞高本孝頼　＜テキスト名＞みんなのArduino入門　＜出版社＞リックテレコム