筋電義手への実装を想定したウェアラブル小型通信モジュールの設計と評価

摘要

近年，医療·福祉·工業分野において，人体に装着するウェアラブルロボットの研究が盛hにおこなわれており，そのーつに筋電義手があげられる.これは人が筋肉を収縮させる際に発生する微弱な電気信号である筋電信号を義手内部のモータ制御用信号に変換することにより動作させる義手である.現在，筋電義手の筋電信号検出部とモータ制御部は有線による接続が主流となっているが，利便性·保守性の観点からワイャレス化が期待されている.本研究ではワイヤレス化のための人体通信に基づく受信モジュールを小型基板上のFPGA(Field Programmable Gate Array)上に実装し，動作評価を行った.既存の送信モジュールから送信される信号の変調方式としては高速伝送が期待でき，低電カスペクトル密度で周辺デバィスへの干渉が少ないIR-MPPM(Impulse Radio-Multi Pulse Position Modulation)方式を採用し，利用周波数帯は人体での減衰が比較的小さく微弱無線局として利用できる10-60 MHz帯を用いている.また，通信モジユールの復調方式としては，変調信号のエネルギー値を算出し比較をすることにより復調するェネルギー検波方式を採用している.動作評価では，正弦波信号と擬似生体信号発生器からの擬似筋電信号を送信モジュールに入力し，変調信号を本研究で設計した受信モジュールで復調を行った.その復調信号と送信信号の相関係数を算出することにより動作評価を行った.