義手のシステム

①電極

　使用者の前腕欠損部付近の筋電位を計測する。計測する筋電位は、「手を握る・開く」「指を横に開く・閉じる」動作をしたものを使用する。

②筋電位計測回路

電極から読み取った微弱な信号を増幅し、フィルタによってノイズを除去し、整流平滑化をするために半波整流、積分の処理を施す。

③電源入力（バッテリー）

小型化のために、携帯可能なバッテリーから電源を供給する。

④サーボモーター（2個）

⑤圧力センサー・振動モーター

指の先端に圧力センサーを装着し、ものをつかんで指の先端の圧力を測定したら、センサーが反応し、振動モーターで使用者の装着部を振動させ、使用者につかんだことを知覚させる。

⑥超音波距離センサー・圧電ブザー

超音波を発して、返ってくる時間により対象物との距離を計測する。またその時の距離がある一定の距離以内であった場合電子ブザーを鳴らすことで、義手が衝突する危険性があることを知覚させる。

実験方法

　今回製作した義手を被験者に装着してもらう。義手を用いて魚（鯖）を三枚おろしにしてもらい、その時、義手がしっかりと魚を押さえていたかを確認する。それと同時に、義手が魚を押さえている際、振動モーターによる触覚のフィードバックがあるか確認する。また、筋電義手装着時と無装着時でそれぞれ魚をさばくのにかかった時間を計測する。計測はそれぞれ「筋電義手が魚に触れたとき」・「前腕が魚に触れたとき」を開始とし、どちらも「魚を捌き終わり、まな板に3枚おろしにされた魚のみが置かれているとき」を終了とする。

　そして、実験終了後に、被験者に”ものを掴んだ感覚”が得られたか、義手を使った際の疲労感をアンケート形式で尋ねる。

実験結果・考察

　捌くのにかかった時間は、それぞれ以下のとおりである。

筋電義手装着時：2分38秒

　　　無装着時：1分39秒

　筋電義手装着時よりも、無装着時のほうが1分程度早く魚を捌けることがわかった。この差は、動作説明後を行ってから1回目の魚の処理であったため、実際に魚を扱うときどのように動くのかを確認していなかったのが要因の一つであるといえる。そのため、1回だけでなく2～5回程度筋電義手を用いて捌くことで、装着時の時間が短縮されると考える。

　また、実験結果と被験者へのアンケート結果から、以下のことがわかった。

（良かった点）

• 無装着時と比べて滑らずに魚を押さえることができた

• 魚をしっかり押さえることができ、義手が体に密着していたことから、体への負担が軽減された。そのため、魚を捌く際の疲労感は義手を着けていたほうが少なかった

• 手掌部が3分割されていることで、押す力を書けると魚にフィットした

（悪かった点）

• 想定外の動作によって筋電位が計測され、被験者が意図しない動きをすることがあった

• 手掌部の中心が長いことで義手全体のサイズが大きくなり、多様なサイズの魚には対応しにくい

• 指の曲がる根元が遠いため、根元の力が弱まってしまい、魚をめくるときにつまむ動作がうまくいかなかった

• つまむ動作がうまくいかなかったために、魚の身の確認がしにくかった（骨の位置など）

　以上のことから、目標であった「魚を押さえること」は成功したといえる。しかし、圧力センサーが装着している箇所と、魚を押さえている箇所が異なることが原因で握った感覚のフィードバックがうまくできなかったのではないかと考える。