2024/03/18 更新

写真a

タカイ　アスカ
高井　飛鳥
TAKAI Asuka
担当
大学院工学研究科 機械系専攻 助教
工学部 機械工学科
職名
助教
所属
工学研究院
連絡先
メールアドレス
ホームページ
https://www.omu.ac.jp/eng/intelligent-systems/
プロフィール
Asuka Takai is a visiting researcher at the Department of Brain Robot Interface, Computational Neuroscience Laboratories, Brain Information Communication Research Laboratory Group, Advanced Telecommunications Research Institute (ATR).
所属キャンパス
中百舌鳥キャンパス

担当・職階

  • 大学院工学研究科 機械系専攻 

    助教  2022年04月 - 継続中

  • 工学部 機械工学科 

    助教  2022年04月 - 継続中

取得学位

  • 博士（工学） （ 大阪府立大学 ）

  • 修士（工学） （ 大阪府立大学 ）

  • 修士（理学） （ キングス・カレッジ・ロンドン（英国） ）

  • 学士（工学） （ 大阪府立大学 ）

  • 準学士（工学） （ 奈良工業高等専門学校 ）

研究分野

  • 情報通信 / ヒューマンインタフェース、インタラクション

  • 情報通信 / 知能ロボティクス

  • ライフサイエンス / リハビリテーション科学

  • 情報通信 / ロボティクス、知能機械システム

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス

研究キーワード

  • 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

研究概要

  • 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

研究歴

  • 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

    2009 - 継続中 

  • 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

    2015年04月 - 継続中 

  • 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

    2015年04月 - 継続中 

所属学協会

受賞歴

  • 部門一般表彰　オーディエンス表彰 （Dynamics and Design Conference 2013 優秀発表者）

    2014年08月   日本機械学会　機械力学・計測制御部門  

職務経歴（学外）

  • 株式会社 国際電気通信基礎技術研究所 脳情報研究所 ブレインロボットインタフェース研究室   客員研究員

    2022年04月 - 継続中

  • 大阪市立大学   大学院工学研究科・工学部　機械物理系専攻・機械工学科   助教 (クロス アポイントメント)

    2020年10月 - 2022年03月

  • 株式会社 国際電気通信基礎技術研究所 脳情報研究所 ブレインロボットインタフェース研究室   専任研究員

    2015年08月 - 2022年03月

  • 日本学術振興会 平成27年度 特別研究員-PD

    2015年04月 - 2015年07月

学歴

  • 大阪府立大学   工学研究科   機械系専攻   博士課程後期   卒業・修了

    2013年04月 - 2015年03月

論文

  • Development of split-force-controlled body weight support (SF-BWS) robot for gait rehabilitation. 査読

    Takai A, Teramae T, Noda T, Ishihara K, Furukawa JI, Fujimoto H, Hatakenaka M, Fujita N, Jino A, Hiramatsu Y, Miyai I, Morimoto J

    Frontiers in human neuroscience   17   1197380 - 1197380   2023年07月（ ISSN:1662-5161 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   国際・国内誌：国際誌  

    DOI： 10.3389/fnhum.2023.1197380

    PubMed

  • Learning acquisition of consistent leader-follower relationships depends on implicit haptic interactions. 査読 国際共著

    Takai A, Fu Q, Doibata Y, Lisi G, Tsuchiya T, Mojtahedi K, Yoshioka T, Kawato M, Morimoto J, Santello M

    Scientific reports   13 ( 1 )   3476 - 3476   2023年03月

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    担当区分：筆頭著者   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   国際・国内誌：国際誌  

    DOI： 10.1038/s41598-023-29722-6

    PubMed

  • Modelica モデルを用いた起立支援装置の移動機構部の設計 査読

    高井 飛鳥, 裴 凱強, 新谷 篤彦, 川合 忠雄

    年次大会   2022 ( 0 )   J162-08   2022年（ ISSN:2424-2667 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1299/jsmemecj.2022.j162-08

    J-GLOBAL

  • 起立動作支援装置の座面移動方法に関する検討 査読

    岡﨑 真梨, 新谷 篤彦, 高井 飛鳥, 中川 智皓

    「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集   2021.17 ( 0 )   B19   2021年12月（ ISSN:2424-3000 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   国際・国内誌：国内誌  

    DOI： 10.1299/jsmemovic.2021.17.b19

    J-GLOBAL

  • Bayesian Estimation of Potential Performance Improvement Elicited by Robot-Guided Training 査読

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

    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE   15   704402 - 704402   2021年10月（ ISSN:1662-4548 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Improving human motor performance via physical guidance by an assist robot device is a major field of interest of the society in many different contexts, such as rehabilitation and sports training. In this study, we propose a Bayesian estimation method to predict whether motor performance of a user can be improved or not by the robot guidance from the user's initial skill level. We designed a robot-guided motor training procedure in which subjects were asked to generate a desired circular hand movement. We then evaluated the tracking error between the desired and actual subject's hand movement. Results showed that we were able to predict whether a novel user can reduce the tracking error after the robot-guided training from the user's initial movement performance by checking whether the initial error was larger than a certain threshold, where the threshold was derived by using the proposed Bayesian estimation method. Our proposed approach can potentially help users to decide if they should try a robot-guided training or not without conducting the time-consuming robot-guided movement training.

    DOI： 10.3389/fnins.2021.704402

    PubMed

  • Bayesian Estimation of Potential Performance Improvement Elicited by Robot-Guided Training. 査読

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

    Frontiers in neuroscience   15   704402 - 704402   2021年10月（ ISSN:1662-4548 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   国際・国内誌：国際誌  

    DOI： 10.3389/fnins.2021.704402

    PubMed

  • A Collaborative Filtering Approach Toward Plug-and-Play Myoelectric Robot Control 査読

    Furukawa Jun-ichiro, Chiyohara Shinya, Teramae Tatsuya, Takai Asuka, Morimoto Jun

    IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC　IEEE TRANSACTIONS ON HUMAN-MACHINE SYSTEMS   51 ( 5 )   514 - 523   2021年10月（ ISSN:2168-2291 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    Previous works in the literature have claimed that the characteristics of electromyography (EMG) signals depend on each person, and thus, EMG interfaces need to be carefully calibrated for each user in myoelectric control. In this study, we show that the EMG interface used to estimate the joint torques of a user can be constructed simply by incorporating other users' data without typical calibration process. To achieve this plug-and-play capability, we introduce the concept of collaborative filtering to estimate the joint torque of a novel user by exploiting the preidentified relationships between motion-body features, including EMG signals, and the joint torques of other users. To validate our proposed approach, we compare the performance of estimating joint torque by the proposed method with that by conventional linear regression models as a baseline. We considered the following two baseline methods. Linear-own: The parameters of the linear model are calibrated for each subject from his/her own training data. Linear-others: The parameters of the linear model are calibrated with the other users' data in which the novel user's data are not included. As a result, the estimated joint torques from our proposed approach reveal a better estimation performance than those from the baseline approaches. Furthermore, we also successfully demonstrate online myoelectric control of an upper limb exoskeleton robot with an attached mannequin arm.

    DOI： 10.1109/THMS.2021.3098115

  • A collaborative filtering approach toward plug-and-play myoelectric robot control 査読

    Furukawa J.I.

    IEEE Transactions on Human-Machine Systems   51 ( 5 )   514 - 523   2021年10月（ ISSN:2168-2291 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1109/THMS.2021.3098115

  • 左右独立免荷ロボットを用いたトレッドミル歩行による、脳卒中後片麻痺患者の歩行パターン変容 査読

    藤田 暢一, 森本 淳, 宮井 一郎, 藤本 宏明, 平松 佑一, 高井 飛鳥, 寺前 達也, 古川 淳一朗, 畠中 めぐみ, 神尾 昭宏, 野田 智之

    公益社団法人 日本理学療法士協会　理学療法学Supplement   47 ( 0 )   F - 144_2-F-144_2   2020年（ ISSN:0289-3770 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.14900/cjpt.47S1.F-144_2

    CiNii Article

    J-GLOBAL

  • 左右独立免荷ロボットを用いたトレッドミル歩行による、脳卒中後片麻痺患者の歩行パターン変容 査読

    藤田 暢一, 藤本 宏明, 平松 佑一, 高井 飛鳥, 寺前 達也, 古川 淳一朗, 畠中 めぐみ, 神尾 昭宏, 野田 智之, 森本 淳, 宮井 一郎

    理学療法学Supplement   47S1 ( 0 )   F-144_2 - F-144_2   2020年（ ISSN:0289-3770 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.14900/cjpt.47s1.f-144_2

    CiNii Article

    J-GLOBAL

  • Investigation on the Neural Correlates of Haptic Training. 査読

    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（ ISSN:1062-922X ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/SMC.2018.00098

  • Investigation on the Neural Correlates of Haptic Training 査読

    Takai A.

    Proceedings - 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, SMC 2018   519 - 523   2019年01月（ ISSN:1062-922X ） （ ISBN:9781538666500 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/SMC.2018.00098

    その他URL： https://dblp.uni-trier.de/db/conf/smc/smc2018.html#TakaiRLNTIM18

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

    Lisi Giuseppe, Rivela Diletta, Takai Asuka, Morimoto Jun

    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE   12 ( FEB )   24 - 24   2018年02月（ ISSN:1662-4548 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fnins.2018.00024

    PubMed

  • Robotizing Double-Bar Ankle-Foot Orthosis. 査読

    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（ ISSN:1050-4729 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    © 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： 10.1109/ICRA.2018.8462911

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

    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（ ISSN:2164-0572 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/HUMANOIDS.2017.8246934

  • 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 査読

    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（ ISSN:2187-9761 ）

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    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： 10.1299/transjsme.2014trans0064

    CiNii Article

    J-GLOBAL

  • J-5-1-439 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(J-5-1:生体負荷(一般発表:その定量化からリハビリまで),領域5:ヒューマン・スポーツ・バイオ工学,総合テーマ「海を越え,国を越え,世代を超えて!」)

    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　機械力学・計測制御講演論文集   2013   "439 - 1"-"439-10"   2013年08月（ ISSN:13480235 ）

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    掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

    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 to 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. The minimization process starts from measurement of kinematic and kinetic data, 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 the value of this index 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. A modified STS movement that can minimize the body load could be a personalized optimum movement allowing users to conduct rehabilitation with lesser unnecessary body load.

    CiNii Article

  • Individually specialized feedback interface for assistance robots in standing-up motion. 査読

    Asuka Takai, Chihiro Nakagawa, Atsuhiko Shintani, Tomohiro Ito

    IEEE/ACM　ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, HRI 2013, Tokyo, Japan, March 3-6, 2013   237 - 238   2013年（ ISSN:2167-2121 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/HRI.2013.6483589

  • Stand up from a chair with lesser body load: Biomechanical simulation and visual supplement. 査読

    Asuka Takai, Chihiro Nakagawa, Atsuhiko Shintani, Tomohiro Ito

    IEEE　IEEE 15th International Conference on e-Health Networking, Applications and Services, Healthcom 2013, Lisbon, Portugal, October 9-12, 2013   268 - 270   2013年

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

    DOI： 10.1109/HealthCom.2013.6720680

  • Prototyping the Flexible Solenoid-Coil Artificial Muscle, for Exoskeletal Robots 査読

    高井 飛鳥

    2013 13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONTROL, AUTOMATION AND SYSTEMS (ICCAS 2013)   1046 - 1051   2013年（ ISSN:1598-7833 ）

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    掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   共著区分：単著  

    DOI： 10.1109/ICCAS.2013.6704071

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MISC（その他記事）

  • Two are not always better than one: Role specialization is an important determinant of collaborative task performance

    Asuka Takai, Qiushi Fu, Yuzuru Doibata, Giuseppe Lisi, Toshiki Tsuchiya, Keivan Mojtahedi, Toshinori Yoshioka, Mitsuo Kawato, Jun Morimoto, Marco Santello

    2022年05月

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    Collaboration frequently yields better results in decision making, learning,
    and haptic interactions than when these actions are performed individually.
    However, is collaboration always superior to solo actions, or do its benefits
    depend on whether collaborating individuals have different or the same roles?
    To answer this question, we asked human subjects to perform virtual-reality
    collaborative and individual beam transportation tasks. These tasks were
    simulated in real-time by coupling the motion of a pair of hand-held robotic
    manipulanda to the virtual beam using virtual spring-dampers. For the task to
    be considered successful, participants had to complete it within temporal and
    spatial constraints. While the visual feedback remained the same, the
    underlying dynamics of the beam were altered to create two distinctive task
    contexts which were determined by a moving pivot constraint. When the pivot was
    placed at the center of the beam, two hands contribute to the task with
    symmetric mechanical leverage (symmetric context). When the pivot was placed at
    the left side of the beam, two hands contribute to the task with asymmetric
    mechanical leverage (asymmetric context). Participants performed these task
    contexts either individually with both hands (solo), or collaboratively by
    pairing one hand with another one (dyads). We found that dyads in the
    asymmetric context performed better than solos. In contrast, solos performed
    the symmetric context better than dyads. Importantly, we found that two hands
    took different roles in the asymmetric context for both solos and dyads. In
    contrast, the contribution from each hand was statistically indistinguishable
    in the symmetric context. Our findings suggest that better performance in dyads
    than solos is not a general phenomenon, but rather that collaboration yields
    better performance only when role specialization emerges in dyadic
    interactions.

    その他URL： http://arxiv.org/pdf/2205.06196v1

  • 左右独立免荷ロボットを用いたトレッドミル歩行による、脳卒中後片麻痺患者の歩行パターン変容

    藤田 暢一, 藤本 宏明, 平松 佑一, 高井 飛鳥, 寺前 達也, 古川 淳一朗, 畠中 めぐみ, 神尾 昭宏, 野田 智之, 森本 淳, 宮井 一郎

    理学療法学   47 ( Suppl.1 )   127 - 127   2021年03月（ ISSN:0289-3770 ） （ eISSN:2189-602X ）

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

    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

    (公社)日本リハビリテーション医学会　The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine   57 ( 特別号 )   1 - 1   2020年07月（ ISSN:1881-3526 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    J-GLOBAL

  • 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   57 ( 特別号 )   1 - 1   2020年07月（ ISSN:1881-3526 ） （ eISSN:1881-8560 ）

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  • Investigation on the Neural Correlates of Haptic Training. 査読

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

    Proceedings - 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, SMC 2018   519 - 523   2018年

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    © 2018 IEEE. Haptic guidance is a motor training procedure in which the subject is physically guided through an ideal motion by an haptic interface. It is especially valuable for repetitive training, and more effective when coupled with additional sensory feedback, e.g. the visual modality. The advantage of additional feedback modalities may stem from the learner's increased active participation and engagement. Here, we test this hypothesis by analyzing the learners' brain state during haptic training. Specifically, we focus on the sensorimotor rhythms (SMR), since they have been previously associated with the level of engagement directed towards a motor task. We conducted a circle-drawing haptic training, where subjects were asked to memorise the guided trajectory while their electroencephalogram (EEG) was recorded. During the experiment, only the haptic modality was maintained (i.e. unimodal) by keeping the task workspace visually hidden. Results show a clear trend: subjects who exhibited a performance improvement, were characterized by a stronger desynchronization of the beta rhythms over the contralateral hemisphere. This is in agreement with recent studies showing that contralateral beta rhythms changes are associated with motor skills retention. Moreover, under the assumption that SMR are indeed a marker of engagement, our results represent accumulating evidence that active participation is crucial for haptic training.

    DOI： 10.1109/SMC.2018.00098

  • 【BMIの進歩】装着型ロボットを駆動するBMI技術 査読

    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（ ISSN:1347-4340 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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)

  • 【BMIの進歩】装着型ロボットを駆動するBMI技術 査読

    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（ ISSN:1347-4340 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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)

    J-GLOBAL

  • 【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 査読

    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（ ISSN:1346-0773 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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)

  • 【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 査読

    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（ ISSN:1346-0773 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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)

    J-GLOBAL

  • 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) 査読

    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（ ISSN:1346-0773 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）  

    CiNii Article

  • 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

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • 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 査読

    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会　バイオメカニズム学術講演会予稿集   35回   129 - 132   2014年11月

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • 717 立ち上がり動作時の下肢筋活動に関する検討(GS-2 筋・骨格)

    高井 飛鳥, 伊藤 智博, 新谷 篤彦, 中川 智皓

    一般社団法人 日本機械学会　関西支部講演会講演論文集   2014 ( 0 )   _7 - 17_   2014年

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    DOI： 10.1299/jsmekansai.2014.89._7-17_

    CiNii Article

  • J-5-1-439 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(J-5-1:生体負荷(一般発表:その定量化からリハビリまで),領域5:ヒューマン・スポーツ・バイオ工学,総合テーマ「海を越え,国を越え,世代を超えて!」) 査読

    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　機械力学・計測制御講演論文集   2013   "439 - 1"-"439-10"   2013年08月（ ISSN:1348-0235 ）

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    掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    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 to 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. The minimization process starts from measurement of kinematic and kinetic data, 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 the value of this index 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. A modified STS movement that can minimize the body load could be a personalized optimum movement allowing users to conduct rehabilitation with lesser unnecessary body load.

    DOI： 10.1299/jsdd.7.488

    CiNii Article

  • 立ち上がり動作支援のための筋張力に関する検討

    高井飛鳥, 伊藤智博, 新谷篤彦, 中川智皓

    日本機械学会関西支部定時総会講演会講演論文集   88th   8.3   2013年03月

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • 803 立ち上がり動作支援のための筋張力に関する検討(GS-10,20 運動)

    高井 飛鳥, 伊藤 智博, 新谷 篤彦, 中川 智皓

    一般社団法人 日本機械学会　関西支部講演会講演論文集   2013 ( 0 )   _8 - 3_   2013年

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    DOI： 10.1299/jsmekansai.2013.88._8-3_

    CiNii Article

  • 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

    Dyn Des Conf (CD-ROM)   2013   ROMBUNNO.439   2013年

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • ヒトの立ち上がり動作支援に関する基礎検討

    高井飛鳥, 伊藤智博, 新谷篤彦, 中川智皓, 奥田邦晴, 野中紘士

    日本機械学会関西支部定時総会講演会講演論文集   86th   10.6   2011年03月

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • 1006 ヒトの立ち上がり動作支援に関する基礎検討(GS-10 生体機構(2))

    高井 飛鳥, 伊藤 智博, 新谷 篤彦, 中川 智皓, 奥田 邦晴, 野中 紘士

    一般社団法人 日本機械学会　関西支部講演会講演論文集   2011 ( 0 )   _10 - 6_   2011年

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    DOI： 10.1299/jsmekansai.2011.86._10-6_

    CiNii Article

  • ヒトの立ち上がり挙動に関する実験的検討

    高井飛鳥, 伊藤智博, 新谷篤彦, 中川智皓

    生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会講演論文集(CD-ROM)   2010   ROMBUNNO.3D2-1   2010年09月

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • ヒトの立ち上がりの挙動に関する基礎検討

    高井飛鳥, 伊藤智博, 新谷篤彦

    日本機械学会年次大会講演論文集   2010 ( Vol.7 )   419 - 420   2010年09月

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    J-GLOBAL

  • J1802-2-3 ヒトの立ち上がりの挙動に関する基礎検討([J1802-2]生体計測とヒューマンファクタ(2))

    高井 飛鳥, 伊藤 智博, 新谷 篤彦

    一般社団法人 日本機械学会　年次大会講演論文集   2010 ( 0 )   419 - 420   2010年

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    掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（全国大会，その他学術会議）  

    In recent years, the number of senior citizens is increasing and the number of elderlies who complain of backache and arthralgia also tends to increase. This study attempts to comprehend the dynamic behaviors of a human rising from a chair through stand-up experiments using gyro sensors and force plate, and individual differences in rising motion are considered. In addition, authors develop the 2D analytical model and the equation of motion of a rising human and evaluate joint torque during rising performances by inverse analyses. The experimental results showed that standing-up motion changes depending on the chair height in general, but the motion for a particular subject does not depend on the chair height. Moreover, it is found that individual differences in rising motion are large for taller chairs, but not for lower chairs.

    DOI： 10.1299/jsmemecjo.2010.7.0_419

    CiNii Article

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講演・口頭発表等

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産業財産権等

  • 体重免荷装置

    野田智之、寺前達也、高井飛鳥、古川淳一朗、森本淳、中野直

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：特願2021-524931 

    公開番号：WO2020/246587 

    公表番号：WO2020/246587 

    特許番号/登録番号：特許第7105013号 

  • 体重免荷装置

    野田 智之, 寺前 達也, ▲高▼井 飛鳥, 古川 淳一朗, 森本 淳, 中野 直

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：JP2020022304 

    特許番号/登録番号：特許第7105013号 

    J-GLOBAL

  • 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

    古川 淳一朗, 高井 飛鳥, 森本 淳

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：特願2017-219045 

    公開番号：特開2019-088456 

    特許番号/登録番号：特許第6998569号 

    J-GLOBAL

  • 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

    古川 淳一朗, 高井 飛鳥, 森本 淳

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：特願2017-219045 

    公開番号：特開2019-088456 

    J-GLOBAL

  • 運動教示システム及び運動教示方法

    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

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：JP2017021213 

    公開番号：WO2017-213202 

    公表番号：WO2017-213202 

    特許番号/登録番号：特許第6850026号 

    J-GLOBAL

  • 運動教示システム及び運動教示方法

    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

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：特願2018-521765 

    特許番号/登録番号：特許第6850026号 

    J-GLOBAL

  • 起立支援装置

    新谷 篤彦, 高▼井 飛鳥, 伊藤 智博, 中川 智皓, 山田 智貴

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    産業財産権の種類：特許権 

    出願番号：特願2015-030778 

    公開番号：特開2016-150206 

    公表番号：特開2016-150206 

    特許番号/登録番号：特許第6579507号 

    J-GLOBAL

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科研費

  • デジタルツインを用いたリハビリテーション用ロボットの最適支援手法の研究

    基盤研究（Ｃ）  2021年04月

  • 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

    若手研究  2020年04月

  • 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

    特別研究員奨励費  2015年04月

奨励寄附金・助成金

  • 視覚に基づくスキル・トランスファー・インタフェースの開発

    公益財団法人 栢森情報科学振興財団  2022年度　研究助成  2022年10月

独自項目・特記事項（研究活動）

  • 2023年度

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    独自項目：楽しく、わかりやすい研究者総覧 けいはんなサイエンスペディア

    特記事項：https://keihanna-link.jp/sciencepedia/researcher/asuka-takai/

  • 2022年度

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    独自項目：国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）「新技術説明会」

    特記事項：https://www.youtube.com/watch?v=22UIoKaIO_U

担当授業科目

  • 機械工学概論

    2023年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(A)

    2023年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(B)

    2023年度   週間授業   大学

  • 卒業研究

    2023年度   集中講義   大学

  • 機械工学概論

    2022年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(A)

    2022年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(B)

    2022年度   週間授業   大学

  • 卒業研究(機械工学科)

    2022年度   集中講義   大学

  • 設計製作実習(A)

    2021年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(B)

    2021年度   週間授業   大学

  • 卒業研究(機械工学科)

    2021年度   集中講義   大学

  • 設計製作実習(A)

    2020年度   週間授業   大学

  • 設計製作実習(B)

    2020年度   週間授業   大学

  • 卒業研究(機械工学科)

    2020年度   集中講義   大学

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論文・研究指導集計

  • 2023年度

    卒業論文指導数：3名  卒業論文審査数：3件

    博士前期課程学生指導数：6名  博士後期課程学生指導数：0名

    修士論文審査数（主査）：0件  修士論文審査数（副査）：6件

    博士論文審査数（主査）：0件  博士論文審査数（副査）：0件

  • 2022年度

    卒業論文指導数：3名  卒業論文審査数：3件

    博士前期課程学生指導数：6名  博士後期課程学生指導数：0名

    修士論文審査数（主査）：0件  修士論文審査数（副査）：1件

    博士論文審査数（主査）：0件  博士論文審査数（副査）：0件

  • 2021年度

    卒業論文指導数：3名  卒業論文審査数：3件

    博士前期課程学生指導数：2名  博士後期課程学生指導数：0名

    修士論文審査数（主査）：0件  修士論文審査数（副査）：1件

    博士論文審査数（主査）：0件  博士論文審査数（副査）：0件

  • 2020年度

    卒業論文指導数：1名  卒業論文審査数：1件

    博士前期課程学生指導数：1名  博士後期課程学生指導数：0名

    修士論文審査数（主査）：0件  修士論文審査数（副査）：0件

    博士論文審査数（主査）：0件  博士論文審査数（副査）：0件

独自項目・特記事項（社会活動）

  • 2023年度

    　 詳細を見る

    SDGs：

    独自項目：「女子中高生のための関西科学塾」C日程（2023年10月29日）
    【大阪公立大学】中学生対象

    特記事項：測ってみよう！動きの計測実験（定員 9 名）
    高井 飛鳥＜大阪公立大学 工学部機械工学科＞

  • 2021年度

    　 詳細を見る

    SDGs：

    独自項目：「女子中高生のための関西科学塾」C日程（2021年10月24日）
    【大阪市立大学】中学生対象

    特記事項：スマホのセンサーで分かること（定員20名）
    今津篤志、高井飛鳥 ＜工学研究科＞

外国人受入実績

  • 2023年度

    研究者受入数 :0名

    留学生受入数 :1名

  • 2022年度

    研究者受入数 :0名

    留学生受入数 :1名

  • 2021年度

    研究者受入数 :0名

    留学生受入数 :1名

  • 2020年度

    研究者受入数 :0名

    留学生受入数 :1名