筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、運動神経に関連した症状が進行するにつれて、患者さんは次第に動くこと、呼吸すること、意思表示をすることが困難になる。ALS患者にとって、自分の日常的な欲求を家族や介護者などの誰かに伝えるだけでなく、他者からの絶え間ない支援無しに日常生活を営み、社会参加や社会的役割を果たすことができるようになることが重要である。本研究の目的は、患者の自立能力を向上させるために、患者に残存する随意運動機能に基づき、サイバー空間とフィジカル空間をシームレスに行き来して日常生活動作を行うことができるサイバニック・インタフェースを提案・研究開発し、開発したインタフェースの基本性能を確認することである。
システムは、生体電気信号計測ユニット、表示ユニット、プロセッサユニット、IoTユニットから構成される。システムは前腕の生体電気信号からサイバー空間とフィジカル空間の遷移意図を推定し、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）の脱着を制御した。HMDをユーザの顔に装着することで、ユーザは仮想環境での移動や、仮想環境を介した物理世界の部屋でのIoTデバイスの操作、視線による自身の状態を表現する音声出力の選択が可能となる。開発したインタフェースの基本性能を確認するため、健常者を対象とした基礎実験を行った。その結果、参加者は、ALS患者と同様に、身体を動かすことなく、仮想環境上で移動し、HMDを脱着し、物理空間上でテレビ操作やロック操作を行うことができた。以上の結果より、ALS患者の自立度を向上させるための日常生活動作の基本性能を確認することができた。中枢神経系とサイバー空間、フィジカル空間をつなぐサイバニック・インタフェースは、運動機能障害や空間制限による制約を取り除く可能性がある。
“Basic Study on Cybernic Interface for Amyotrophic Lateral Sclerosis Patients to Perform Daily living tasks by Transiting Seamlessly Between Cyberspace and Physical space,” Proceedings of the 2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integrations, 2024. (accepted)
