医療 MEDICAL

VRと外骨格ロボによる革新的リハビリ。その驚きの効果とは!?

岸 由利子 | Yuriko Kishi

13年間、下半身にまひを抱えていた32歳の女性をはじめ、8人のブラジルの下肢まひ患者が、革新的なリハビリによって、異例の効果を得ていることが、英科学誌・サイエンティフィック・リポーツで報告された(2016年8月9日)。

リハビリに使われたのは、VR(仮想現実)と、脳でコントロールする外骨格ロボット。医学的にリハビリが不可能だとされていた8人の患者に対し、最先端テクノロジーを組み合わせるという斬新なリハビリ研究を行ったのは、神経科学者であり、ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)の世界的権威、米デューク大学のミゲル・ニコレリス教授率いる研究チーム。

この研究は、ブラジル政府の障がい者支援事業「WAP(ウォーク・アゲイン・プロジェクト)」の一環として行われた。サイエンティフィック・リポーツに掲載されたのは、28ヶ月間(2016年8月時点)かけて進行中の研究において、初期の研究結果で、WAPとしては、初めて公表した臨床論文である。

「我々の患者のように、3~13年もの長い間、下半身まひの状態でいると、脳は、自分の体に足がある感覚や、歩くという概念そのものを忘れはじめます」とニコレリス教授は話す。

それらの記憶を患者の脳から誘発するために、まず行われたのが、VR機器「オキュラスリフト」と、感覚を送ることができる特殊な長袖シャツを使ったリハビリ。患者の頭には、脳波を読み取る装置を付け、“歩く想像”を繰り返し膨らませてもらう。と同時に、オキュラスリフトのVR上には、患者の思考によって自由に動かすことができるアバター(化身)と、歩くことで見えてくる周りの景色が映し出される。

VR上に映し出されるのは、芝生や砂地などの映像。“長袖シャツ”は、それら地面のリアルな感触に近い感覚を患者に送る。すると脳は、自分の足で得た感覚だと錯覚して解釈する。「感触を与えなければ、リアルな感覚を生み出すことはできないのです」とニコレリス教授が言うように、患者の体感を通じて、歩くことを再び脳に覚えさせていくのだ。

VR上で、自分のアバターをコントロールできるようになると、今度は、脳で制御する外骨格ロボットを使って、足を動かすリハビリが行われた。

約1年間かけて行われたリハビリ研究の結果、8人の患者すべてにおいて、足の一部の感覚と筋肉をコントロールする力が戻り、中には運動能力の回復がみられた人もいた。相互作用を持つ複数の刺激を与えることが、下肢にわずかに残っていた神経を目覚めさせる手立てになったのだ。

さらに、このリハビリは、膀胱や腸など、患者の臓器の働きを助長することにも役立っている。緩下剤やカテーテルに頼る人を減少させる上でも、感染症のリスクを減らすという意味でも、今回の成果は画期的な進展といえる。

「今後も、可能なかぎり経過観察していきたい」とニコレリス教授は話す。今回採用されたVR技術とハプティクス(触覚技術)は、医療機関にとって、手の届かないシステムではない。これに似たリハビリが、広く適用される日は近いはずだ。

[TOP動画引用元]https://www.youtube.com/watch?v=jgEXpWDc1Go&feature=youtu.be

(text: 岸 由利子 | Yuriko Kishi)

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まさに「DRAGON」。東大が開発中のドローンがとんでもない!

中村竜也 -R.G.C

テレビでよく目にする空からの美しい映像や建築現場での計測、そして人間を運ぶ大型なモデルなど、ドローンの普及は我々の生活にも直接的に大きく関わってきている。そのドローンの可能性をさらに広めるべく、東京大学の情報システム工学研究室(以下、JSK)が12個のドローンを繋げ、まるで龍が空中で舞うかのような動きを見せるマルチリンク変形飛行ロボット「DRAGON」を開発した。

立体的な動きで実用性がさらに向上

その使用用途に合った機器を搭載し飛行するのが一般的なドローンだが、今回JSKが開発した“DRAGON”は、数機を連結するという斬新なアイデアで新たな動きを生み出すことに成功。

一体、どのような仕組みでこの生き物のような動きを可能としているかが不思議に思うところ。映像からも分かるように、回路基板やプロセッサー、電池を縦にはしる棒に搭載し、それを2機のダクテッド・ファンで浮かせるといったユニットが基本構造のようだ。そしてそれらを連結させることで、実際に龍のような動きを実現している。その構造のおかげで、機体が縦時にも、ファンは棒を中心にくるくる回り水平を保ち、宙に浮きながらでも立体的に形状を変えられるのだ。

また、開発に関わるZhao氏は、これを人間の腕の延長への応用に考えているという。さらに、現在は3分しかもたない電池を改善し、今後は多足歩行も可能にさせることで、最終形態は、無人のアイアンマンを目指すというから、災害地などで活躍することを可能としたさらなる進化に期待が持てる。

[Top動画引用元:IEEE Spectrum/YouTube
Design, Modeling and Control of Aerial Robot DRAGON
https://www.youtube.com/watch?time_continue=73&v=zMi5v2KznU4

(text: 中村竜也 -R.G.C)

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