D-25

福祉工学の基礎
電子情報通信学会○編
●

コ

ロ

ナ
社

伊福部 達 著

コロナ社

● 幹事


▲

コ

ロ

（五十音順）原島

博 （東 京 大 学 名 誉 教 授）

石塚

満 （東 京 大 学 名 誉 教 授）

大

石

進

一 （早 稲 田 大 学 教 授）

中

川

正

雄 （慶 應 義 塾 大 学 名 誉 教 授）

古

屋

一

仁 （東 京 工 業 大 学 名 誉 教 授）

電子情報通信学会 教科書委員会

▲

● 委員長


▲

ナ
社

▲

電子情報通信学会 教科書委員会 企画委員会

● 委員長


辻

井

重

男 （東 京 工 業 大 学 名 誉 教 授）

● 副委員長神谷

武志 （東 京 大 学 名 誉 教 授）

宮

原

秀

夫 （大 阪 大 学 名 誉 教 授）

● 幹事長兼企画委員長
原

島博 （東 京 大 学 名 誉 教 授）

● 幹事


石

塚

満 （東 京 大 学 名 誉 教 授）

大

石

進

一 （早 稲 田 大 学 教 授）

中

川

正

雄 （慶 應 義 塾 大 学 名 誉 教 授）

古

屋

一

仁 （東 京 工 業 大 学 名 誉 教 授）

（五十音順）

● 委員


122 名
（2016 年 1 月現在）

刊行のことば
新世紀の開幕を控えた 1990 年代，本学会が対象とする学問と技術の広がりと奥行きは飛躍的に拡大し，電子情報通信技術とほぼ同義語としての “IT” が連日，新聞紙面を賑わすようになった．
いわゆる IT 革命に対する感度は人により様々であるとしても，IT が経済，行政，教育，文化，医療，福祉，環境など社会全般のインフラストラクチャとなり，グローバルなスケー
ルで文明の構造と人々の心のありさまを変えつつあることは間違いない．
また，政府が IT と並ぶ科学技術政策の重点として掲げるナノテクノロジーやバイオテク

ナ社

ノロジーも本学会が直接，あるいは間接に対象とするフロンティアである．例えば工学にとって，これまで教養的色彩の強かった量子力学は，今やナノテクノロジーや量子コンピュータの研究開発に不可欠な実学的手法となった．

こうした技術と人間・社会とのかかわりの深まりや学術の広がりを踏まえて，本学会は1999 年，教科書委員会を発足させ，約 2 年間をかけて新しい教科書シリーズの構想を練り，ロ

高専，大学学部学生，及び大学院学生を主な対象として，共通，基礎，基盤，展開の諸段階からなる 60 余冊の教科書を刊行することとした．
分野の広がりに加えて，ビジュアルな説明に重点をおいて理解を深めるよう配慮したのもコ

本シリーズの特長である．しかし，受身的な読み方だけでは，書かれた内容を活用することはできない．“分かる” とは，自分なりの論理で対象を再構築することである．研究開発の将来を担う学生諸君には是非そのような積極的な読み方をしていただきたい．
さて，IT 社会が目指す人類の普遍的価値は何かと改めて問われれば，それは，安定性とのバランスが保たれる中での自由の拡大ではないだろうか．
哲学者ヘーゲルは，“世界史とは，人間の自由の意識の進歩のことであり，· · · その進歩の必然性を我々は認識しなければならない” と歴史哲学講義で述べている．“自由” には利便性の向上や自己決定・選択幅の拡大など多様な意味が込められよう．電子情報通信技術による自由の拡大は，様々な矛盾や相克あるいは摩擦を引き起こすことも事実であるが，それらのマイナス面を最小化しつつ，我々はヘーゲルの時代的，地域的制約を超えて，人々の幸福感を高めるような自由の拡大を目指したいものである．
学生諸君が，そのような夢と気概をもって勉学し，将来，各自の才能を十分に発揮して活躍していただくための知的資産として本教科書シリーズが役立つことを執筆者らと共に願っ

ii

刊

行

の

こ

と

ば

ている．
なお，昭和 55 年以来発刊してきた電子情報通信学会大学シリーズも，現代的価値を持ち続けているので，本シリーズとあわせ，利用していただければ幸いである．
終わりに本シリーズの発刊にご協力いただいた多くの方々に深い感謝の意を表しておきたい．
2002 年 3 月

電子情報通信学会 教科書委員会

コ

ロ

ナ
社

委員長

辻

井

重

男

ま え が き
筆者は，福祉工学という分野を歩き続けて 40 数年になるが，この間に日本人の価値観は大きく変わり，また多様化していることをつくづく感じる．ひと昔前は，「金持ちになる」
，
「偉
くなる」
，
「長生きする」を目標としていた人が多かったのに対して，最近は，それに加えて「いかに楽しいか」，「生きがいがあるか」，そして「快適な生活を送れるか」に価値観を置く
人たちが明らかに増えている．その中でも，快適な生活を支援するためのテクノロジーの一つとして，福祉工学に期待が寄せられていることを痛感している．
筆者は，1970 年に電子工学科の卒業論文を書くために，北海道大学にあったメディカル・ナ社

エレクトロニクス（ME）部門と呼ばれる医療工学の研究室に入った．北海道大学に限らず，
当時の ME 分野の研究テーマは，呼吸器系や循環器系が機能しなくなった人たちを人工心肺や人工心臓などでどのように助けるかという，「生命維持」を目指したものが多くを占めていた．当時の大学院に進んだ学生たちは，生理学や解剖学の知識を得るために，同時に医学部でも講義を受けた．医学部の講義では，人間の身体の仕組みはわかっていないことが多いが，

ロ

人の命を救うために最後まで研究や臨床を諦めてはいけないといつもたたき込まれた．一方，電子工学科では，難解な物理や数学の科目に進んでいくと同時に，これからは，製造業に携わる者が日本の経済を引っ張っていく時代になるのだと鼓舞され，技術立国を担うことが当コ

然の使命として我々の胸に刻み込まれていった．
我々の頭の中には「人の命は金に換えられない」という医学的価値観と，「金にならなければ作っても意味がない」という工学的価値観が混在するとともに，それらを「融合」させた新
しい価値観の必要性について考えさせられた．この融合にこだわりながら研究を進めている
うちに，筆者が行ってきた研究分野は「福祉工学」と呼ばれるようになった．
「福祉」と「工学」を結びつけること自体に違和感を覚えながらも，いつの間にかそれを受け入れるようになった．昔から，工学とりわけ電子・情報通信・機械学系の教育を受けた人が医療・福祉工
ちゅうちょ

学分野に進むことに 躊 躇してしまうことが多いが，その理由は，上記の価値観の違いや違和感に加えて，この分野を続けた先が見通しにくいという点があろう．
一方，最近，情報技術（ＩＴ）やロボットに代表される情報技術の急速な進歩と超高齢社会とが同時に到来している．それらを連携させて新しい分野を切り開くことが強く求められてきており，超高齢化に伴うマイナス面をプラスに生かす方法論を構築することが急務とされている．そのため，技術革新に支えられた経済発展に加えて，人間の命や幸福に役立つ技術

iv

ま

え

が

き

を開発することが強く求められるようになった．しかし，いままでの歴史を見ていると，経済発展のための技術と人間中心の社会は価値観の違いでしばしば相容れないことがあった．
筆者らが取り組んできた福祉工学は新しい社会が求める価値観に応える意味でも意義があると考えている．更に，「技術・システムの開発」と「未知の生体メカニズムの解明」とがループを描くような魅力ある分野になりつつあることを，本書では私見を交えて述べた．このよ
うな筆者の経験に基づく方法論や主張については，1 章で「目的と方法」としてまとめた．

2 章以降は，神経や受容器の科学，感覚・運動・脳の科学，バーチャルリアリティやロボッ
トの技術，更に高齢社会における支援システムというように，ミクロからマクロなレベルへと広がるような構成としている．また，別の見方をすれば，本書の前半（2〜4 章）では完成度の高い基礎科学（神経科学，感覚の科学，音声科学）をベースとして，それを身体機能の補助代行へ生かすという視点で述べ，後半（5〜7 章）では，最近の先端技術（バーチャルリ
アリティ，ロボティクスなど）を介護・リハビリテーションや高齢社会に生かすという視点なナ社

で述べている．前半の基礎科学に馴染みがない読者は後半から読んでもよいであろう．
れい

なお，本書で紹介した福祉技術やその基礎となる実験結果は，その 黎明期の国内外のものと，筆者が直接あるいは間接的に指導した学位論文や発表論文から引用したものが多くを占，『福祉めている．また，本書の内容のいくつかは拙著『音の福祉工学』（コロナ社，1997 年），『福祉工学への招待』（ミネルヴァ書房，2014 年）から引工学の挑戦』（中公新書，2004 年）

ロ

用している．多くの優れた研究者の成果や開発されたいろいろな機器を列挙するよりは，筆者が考えてきた福祉工学の一つの方法論を知ってもらうことを優先した．本書が読者にとっある．

コて福祉工学の基礎となり，これを土台にしてこの分野を更に発展させていただければ幸いで最後に，一緒に研究に取り組んでいただいた当事者を初めとする教え子たち，引用を快諾
してくださった研究者の方々，更に校閲を手伝っていただいた東京大学・高齢社会総合研究機構の藪謙一郎特任研究員を初めとして，著作のための時間を快く与えてくださった本機構の皆さんに対して厚くお礼を述べたい．また，筆者らの研究を支援してくださった特殊教育
やリハビリテーションの現場の方々，機器の開発に協力してくださった企業や行政の方々には深く感謝の意を表する．そして，本書を発行するにあたり長いあいだ励ましてくださった，
コロナ社の皆さんには心からお礼申し上げる．
2016 年 3 月

伊 福 部

達

目

次

1. 目 的 と 方 法
医療工学と福祉工学 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2

福祉工学とサイバネティクス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 . 2 . 1 サイバネティクスの捉え方 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1 . 2 . 2 派生した二つの分野 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

談話室 ヒトの脳とコンピュータの進化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3

ナ
社

1.1

3

福祉工学の対象と捉え方 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 . 3 . 1 情報循環する生体システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1 . 3 . 2 生体システムにおける可塑性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1 . 3 . 3 運動，感覚，脳における支援方法の違い . . . . . . . . . . . . . . . . .

87

1 . 3 . 4 先天性と後天性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ロ

8
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談話室 福島智とヘレン・ケラー
8
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1 . 4 超高齢社会と福祉工学
10
1 . 4 . 1 超高齢社会の課題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

コ1 . 4 . 2 若年者と高齢者 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.5

福祉工学のアプローチ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1 . 5 . 1 基礎科学の曖昧さと産業化の難しさ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1 . 5 . 2 循環する謎解きとモノづくり . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.6

安全・安心と経済貢献の両立 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1 . 6 . 1 生体機能の支援と生活機能の補完 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1 . 6 . 2 公益性と市場性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1 . 6 . 3 少品種大量型と多品種少量型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

vi

目

次

2. 神経電気刺激による機能回復
2.1

神経系の諸特性と電気刺激 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 . 1 . 1 神経細胞の発火と電気刺激 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 . 1 . 2 神経線維における情報伝搬とシナプスの役割 . . . . . . . . . . . . . 22

2.2

神経電気刺激による聴覚補綴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2 . 2 . 1 聴覚系における情報処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 . 2 . 2 人工内耳の歴史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2 . 2 . 3 聴性脳幹インプラント . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2 . 2 . 4 聴覚電気刺激によるほかの効果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3

神経電気刺激による視覚補綴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2 . 3 . 1 視覚の進化と目の疾患 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2 . 3 . 2 人工視覚の歴史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.4

ナ
社

2 . 3 . 3 人 工 網 膜 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

四肢麻痺の機能再建のための FES（機能的電気刺激法）. . . . . . 46
2 . 4 . 1 FES のための基礎知識 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2 . 4 . 2 FES の設計と効果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

ロ

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

コ

3. 生体機能の補助代行——皮膚感覚の利用——
3.1

皮膚感覚の生体工学的な表現 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3 . 1 . 1 皮膚内の機械的受容器とその特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3 . 1 . 2 皮膚の機械インピーダンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3 . 1 . 3 機械的受容器を介して伝達される情報量 . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

3.2

皮膚感覚による視覚代行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3 . 2 . 1 さまざまな皮膚刺激とその受容特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3 . 2 . 2 視覚代行機器の三つの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.3

皮膚感覚による聴覚代行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3 . 3 . 1 聴覚と触覚の類似性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3 . 3 . 2 タクタイルエイドの歴史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3 . 3 . 3 触知ボコーダの原理と効果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

談話室 緊急地震速報チャイムができるまで . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.4

触覚によるフィードバック . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

目

次

vii

3 . 4 . 1 発声フィードバックの支援 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
3 . 4 . 2 盲聾者と歌支援 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3 . 4 . 3 環境音の認識とウェアラブル機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3 . 4 . 4 皮膚機械刺激を用いたバランス訓練 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4. 言語コミュニケーションの支援——音声技術の活用——
4.1

発話支援のための音声生成方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4 . 1 . 1 喉頭の起源 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4 . 1 . 2 声道における音の共振 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

ナ社

4 . 1 . 3 声道断面積と音声波形 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4 . 1 . 4 線形予測法と音声パラメータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4 . 1 . 5 子音の物理的な特徴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4.2

喉頭摘出者支援のための機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4 . 2 . 1 種々の代用発声法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4 . 2 . 2 抑揚や揺らぎの出せる人工喉頭 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.3

ロ

4 . 2 . 3 構音障害・発話失行者用の音声生成器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

聴覚障害支援のための音声技術 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4 . 3 . 1 音声情報の視覚提示 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

コ4 . 3 . 2 音声認識技術の利用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

談話室 HMM のアルゴリズム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4 . 3 . 3 音声字幕システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4 . 3 . 4 高齢化に伴う難聴とその補聴技術 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

4.4

視覚障害支援 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4 . 4 . 1 スクリーンリーダと GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4 . 4 . 2 触覚と聴覚を併用するスクリーンリーダ . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

viii

目

次

5. 環境インタラクションの支援——バーチャルリアリティの活用——
5.1

バーチャルリアリティ（VR）とは . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5 . 1 . 1 VR の概念と定義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5 . 1 . 2 VR 刺激の認知機構とその影響評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5 . 1 . 3 VR 刺激の人体への影響と 3 要素 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
5 . 1 . 4 VR による視運動刺激の影響 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5.2

映像 VR を利用した機器の例とその評価 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
5 . 2 . 1 自動車の MR システムにおける動揺病とその軽減 . . . . . . . 135
5 . 2 . 2 半側空間無視のリハビリテーション支援 . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
5 . 2 . 3 その他の医療・リハビリテーション応用 . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

5.3

音響 VR とその応用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
5 . 3 . 1 複数音源による 2 次元パターンの認識 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

ナ社

5 . 3 . 2 歩行補助方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
5 . 3 . 3 障害物知覚と音響 VR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
5 . 3 . 4 音響 VR による歩行訓練システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5 . 3 . 5 音響 VR と平衡機能リハビリテーション . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

ロ

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

コ

6. 介護・リハビリテーションの支援——ロボットの活用——
6.1

支援ロボットの分類——ヒトとの接触の仕方—— . . . . . . . . . . . . . 156
6 . 1 . 1 人間に接触せずに働く生活支援ロボット . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
6 . 1 . 2 人間に接触して支援する介助支援ロボット . . . . . . . . . . . . . . . 158
6 . 1 . 3 介助ロボットの研究開発における諸問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

6.2

移乗介助機器の課題と開発例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
6 . 2 . 1 重要性と課題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
6 . 2 . 2 移乗介助機器のためのアクチュエータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
6 . 2 . 3 関節リハビリテーション機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

6.3

軽労化技術——ロボットスーツ—— . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6 . 3 . 1 ロボットスーツの現状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6 . 3 . 2 筋・関節の負担を軽くする「軽労化技術」. . . . . . . . . . . . . . . . 179
6 . 3 . 3 BMI の活用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

6.4

情報を介して接触する生活支援ロボット . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

目

次

ix

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

7. 高齢社会と福祉技術
7.1

高齢化に伴う認知・行動機能の変化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7 . 1 . 1 高齢化と認知・行動の障害 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
7 . 1 . 2 脳機能障害及びその支援システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
7 . 1 . 3 近年の高齢者の心身機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

7 . 2 「高齢社会を豊かにする科学・技術・システムの創成」プロジェクト . . 193
7 . 2 . 1 高齢社会における支援技術の捉え方 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
7 . 2 . 2 情報通信技術で何を支援するのか——ICT と IRT の活用—— . . 194

情報通信技術を生かす三つの研究課題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7 . 3 . 1 生活支援ロボットシステム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

ナ
社

7.3

7 . 3 . 2 自律運転知能システム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
7 . 3 . 3 高齢者クラウド . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
7 . 3 . 4 プロジェクトの社会実装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

コミュニティと福祉技術 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7 . 4 . 1 高齢社会のためのコミュニティ形成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

ロ

7.4

7 . 4 . 2 社会実験の場所——柏市豊四季台地域—— . . . . . . . . . . . . . . . 206
7 . 4 . 3 柏市豊四季台のコミュニティモデル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

コ

本章のまとめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

引用・参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
あ と が き . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
索
引 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

ナ
社

目的と方法
本章では，この数十年間における価値観の変容について述べ，福祉工学の役割や目的を概観する．そのうえで，生体システムと工学シ
ステムの違いに触れながら，基礎科学と機器開発とが循環する福祉工学の方法論について私見を交えて述べる．また，若年者と高齢者における支援方法の違い，公益性と市場性の両立を目指すアプロー

ロ

チを考察し，日本が直面している超高齢社会に福祉工学を生かす道

コ

を示す．

2

1. 目 的 と 方 法

1.11), 2)†

医療工学と福祉工学

福祉工学は，図 1.1 に示すように，「生命維持」のための医療工学と異なり，障害が生じても快適な生活が送ることができるようにする「身体補完」，「生活補完」，「社会参加」を支援する工学ということができる．ただし，医療工学と福祉工学とは切り離して考えることはで
きず，人工の感覚や手足などは両者が混在したものとなる．

社会参加
福祉工学

ナ
社

QOL 向上，余暇支援，就労支援

移動支援
感覚代行
情報獲得

生活補完

医療工学

身体補完

人工感覚
人工義手
人工神経

生命維持

ロ

人工臓器，DNA 治療，再生医療コ

図 1.1 医療工学から福祉工学へ

近年は，医療技術の進歩や食生活の改善により長生きする人たちが急増しており，一方では，最新医療でも治癒できないことから，障害を持ったまま生活しなければならない高齢者も増えている．また，同時に，「長生きしたい」に加えて，障害があっても，いかに「快適な生活」を送り，「生きがい」を持って過ごすかを希望する人が増えており，福祉工学はその価値観に応える役割を果たす．
医療と工学の分野での価値観に大きな違いがあるのと同様に，医療工学と福祉工学にも価値観と研究対象に違いがある．医療工学では，人工臓器を体内に埋め込んだり，薬で患部を．それに対修復したりするというように，人間そのものを「改造」する立場を取る（図 1.2）
して福祉工学では，人間の「非改造」を旨とし，次の二つの立場で人間を支援する．
一つは，生活する住宅や環境を変えて住みやすくするという生活機能の支援という立場であり，生活のバリアフリー化といえる．もう一つは，眼鏡，補聴器，車椅子などのように，装† 肩付き数字は，巻末の引用・参考文献の番号を表す．

1 . 2 福祉工学とサイバネティクス

医療工学

福祉工学

─治療技術─

人間の非改造

人間の改造

・人工臓器
・バイオ（薬）・再生医療
薬事法・倫理・人権の問題

3

・生活機能の支援（住宅，都市，情報機器）

・身体機能の支援（目，耳，脳，手足）あまり抵触しない，あるいは考慮した技術

図 1.2 医療工学と福祉工学の違い

置を身につけて心身機能を支援するという身体機能の支援という立場である．この二つの立場は，いずれも薬事法，生命倫理などにはあまり抵触しないという面がある．その意味で電ナ
社

子・情報・通信に関連する製造業でも参入しやすい分野といえる．本書では，このなかでも身体機能の支援を中心とした福祉工学について述べる．

福祉工学とサイバネティクス

ロ

1.2

コ

福祉工学の考え方の原点は，アメリカの数学者で生物学者，哲学者でもあったノバート・3)が提唱したサイバネティクス（cybernetics，
ウィナー（Norbert Wiener，1894–1964）かじギリシャ語で「 舵取り」の意味）による一種の人間機械論にさかのぼる．ただし，人間の機能を機械で置き換えて説明しようとする考え方はもっと古くから見られる．それは，
4)1600 年代にイギリスの医師のウィリアム・ハーヴェー（William Harvey，1578–1657）

がヒトの血液は体内で循環していることを見いだし，その循環の仕方は流体力学で説明『血液できるとした『動物における心臓と血液の運動に関する解剖学的研究』（1628 年，
循環論』として知られる）に端を発している．

1.2.1

サイバネティクスの捉え方

ウィナーの『サイバネティクス』は，著書の副題で「動物と機械における制御と通信」と示しているように，制御と通信における情報の役割を明確にし，情報が体内で循環することにより

4

1. 目 的 と 方 法

機能の恒常性，すなわちホメオスタシス（homeostasis）を保っているとしている．このアナ
ロジーを根拠にして動物の感覚や手足の制御機構を説明しようとしている点こそが，古典的な人間機械論とは根本的に異なる．ウィナーが情報の重要性を指摘し，情報を扱うコンピュータの大きな可能性を予言できたのも，サイバネティクスの概念に確信を持っていたからである．
『サイバネティクス』の生まれた 1948 年は，第二次世界大戦が終わって間もない時期で，大戦中のアメリカの軍事研究から生まれた「情報」に関する研究の成果が次々と開花していた．シャノン（Claude Elwood Shannon，1916–2001）により「情報量」が定義され，それを計算理論に採り入れたフォン・ノイマン（John Ludwig von Neumann，1903–1957）によるプログラム内蔵方式のコンピュータの登場というように，現在の情報化時代を築くうえでの基本的な技術が確立された．
実は，失われた感覚や手足を，類似する機械の機能で置き換えるという福祉工学の発想も，その頃に生まれている．ただし，福祉工学への道は決してコンピュータの発展のように順調

ナ社

なものではなく，むしろ，その問題の根の深さがやっと見える形になって現れてきたといえ「情報処理（脳）」–「制る．ウィナーは，ヒトなどの動物と自動機械に共通する「計測（感覚）
」–
．
御（運動）
」の三つの要素からなるシステムを船の「舵取り」になぞらえている（図 1.3 (a)）
更に，動物と機械を共に 3 要素からなるシステムとして捉えると，そのアナロジーに基づい

情報処理
（脳）

測

コ

計

（感覚）
舵取り

制

御

（運動）

サイバネティクス

ロ．
た二つの研究分野が派生することを見通している（図 (b)）

動物・ヒトから学ぶ機械（例：ロボット）

工学的価値
福祉工学がつなぐ

体内に埋め込む機械（例：人工臓器）医学的価値舵（ a ） サイバネティクスの概念（ b ） 派生した二つの研究分野

図 1.3 サイバネティクス

1.2.2

派生した二つの分野

一つは，失われた人体の一部を同じような機能を持つ機械で置き換えようとする，工学を医療へ応用する方向である．これは人工臓器などの医療工学や義手・義足などリハビリテー

1 . 2 福祉工学とサイバネティクス

5

ション工学の道を拓き，いまなお発展し続けている．
もう一つは，動物やヒトの優れた機能をヒントに新しいメカニズムを人工的に作り出すという，生理学を工学に生かす方向である．ここからヒトの感覚・神経系をモデルとするパター
ン認識や人工知能，ヒトの手足の動きをまねたヒューマノイド型ロボットなどが生まれ，現在に至っている．しかし，身体機能の治癒を目的とする医療と，経済効果を重視する工学とではその価値観が異なる面があり，それらを両立させることは難しい課題である．
ところで，優れた人工の感覚，脳，手足ができれば，それらを人間の機能の再建に生かすことができるので，その価値観は医療と同じになる．逆に，優れた人工の感覚，脳，手足はロボットで使われるセンサ，コンピュータ，アクチュエータなど自動機械にも生かされる．
このように，福祉工学は医療工学とロボット工学を結ぶ双方向性がある．ただし，人間とロボットの機能が似ているといっても，その進化の過程は大きく異なる．本書の底流の主張でもあるが，福祉工学ではその差異を意識して設計や開発に取り組むことが不可欠である．次ナ社の談話室で，ヒトの脳とコンピュータの進化の過程からその違いの一端を想像して欲しい．
また，世界保健機関（WHO）の 2001 年における提唱に基づけば，身体機能の障害を補助するという観点だけでなく，生活に必要な情報獲得–コミュニケーション–移動の三つを支援する
医療・福祉技術の開発も優先されるべきである．この三つの課題はそれぞれ感覚–脳–運動に対応させて考えることができる．福祉工学は，身体機能の 3 要素を支援すると同時に，コミュ

ロ．
ニティ内で生活するうえで必要な 3 要素を支援する工学であると位置付けられる（図 1.4）

コ

コミュニ ICT・IRT の活用
ケーション
脳

求心性神経 未知！

感
情報
獲得

覚

遠心性神経

運

動
移

ICT の活用

身体における情報循環

動

IRT の活用
コミュニティにおける情報循環談
ヒトの脳とコンピュータの進化話

図 1.4 福祉工学が支援する
3 要素

室

生物が多細胞になることでそれぞれの細胞に役割分担ができ，細胞どうしの情報を授受できるようにするために神経細胞ができた．初め

6

1. 目 的 と 方 法は，ホルモンという形で情報を伝達していたのが，それに神経線維が加わり神経インパ
ルスが情報の媒介となって，情報が速く伝わるようになった．更に，生命維持に不可欠な「脳幹」や運動をつかさどる「小脳」ができ，本能，感情，記憶に関わる「大脳辺縁系」ができ，意欲，抑制，思考に関わる「大脳皮質」などの層ができて，脳は膨大な細胞群からなる巨大で複雑な神経回路に進化していった（図 1.5 (a)）．この進化は環境に適応するために行われ，環境が変わるたびにいままでの機能に新機能が加えられてきた．
つまり，ヒトの脳は，過去の産物の上に新しい産物を積み重ねながらできてきたのであり，その大目標はいうまでもなく種の保存である．
大脳皮質
運動野

聴覚野

小

幹

ロ

（生命維持，呼吸・循環）は
爬虫類の時代（ a ） 脳の進化

脳

集積回路（IC）

素子の大きさ脳

視覚野

シリビウス溝

大規模集積回路（VLSI）

ナ
社

中心溝

体性感覚野

（本能，感情，快・不快）
哺乳類の時代（思考，感覚，運動，意欲）
霊長類の時代回路の集積度

大脳辺縁系（運動）
爬虫類の時代

真空管回路

リレー回路

（ b ） コンピュータの進化

コ

図 1.5 脳とコンピュータの進化の違い

人工知能は大脳の機能から多くを学んでいるが，構造という面からは両者は大きく異なる（図 (b)）．最新のコンピュータを開くと LSI の層があり，それをめくると IC の層が現れ，その奥にはトランジスタ回路が並んでおり，更に奥に行くと真空管が見えてくる，ということであれば構造的にはコンピュータを脳になぞらえることができる．しかし，実際にはコンピュータのハードウェアは世代が変わるたびに過去の産物を一掃してきたといえる．したがって，内分泌系，自律神経系，大脳辺縁系など深部にある脳・神経機能をコンピュータで置き換え，ヒトと同じような「知」，「情」，「意」を備えたシス
テムを作ることは，現時点では難しい．ましては，芸術を好み宗教を信じる脳となると，その解明はまだまだ先になるであろう5) ．いずれにしても，コンピュータを障害者・高齢者の支援に生かす場合，両者の違いを前提にしておく必要がある．

あ と が き
高度の情報化社会では言語，認知，コミュニケーションなど情報に関わる生体機能がます
ます重要な役割を果たすようになる．しかし，一方では，情報化が極端に広がったことでかえって不便を感じている人たちも増えている．元来，技術は人間の弱いところを補い，不便を減らし，生活を快適にするための道具である．情報化により不便を感じる人たち，特に視・聴覚や発声の機能に支障をきたしている人たち，高齢化によりそれらの機能が弱ったり失ったりした人たちのために，情報通信技術を生かす道を探ることは，技術者の使命である．
本書では，「福祉工学の基礎」と題して，感覚を中心にして脳や運動の一部の機能を支援すナ社

るうえで，最小限必要となる生理機能を，技術系の研究開発者でも理解できるように述べた．
ただし，限られた紙面のため生理学については説明不足になってしまい，引用した研究も筆者が関与したものに限ったことから，内容も偏っていることは否めない．それらの部分は，ほかの啓蒙書や専門書を参考にして埋めて欲しい．

また，本書は，ヒトを感覚，脳，運動の機能を循環する情報システムとして捉え，障害を持つこロとによりシステムそのものが変化するという視点で，システムが途切れたのをつなぐという立場に立っている．更に，未知の生体機能を探る基礎科学から新発見が生まれ，それがより優れた機器の設計に生かされることを繰り返し述べている．ただし，これらのことは技術系の研究・開コ発を目指す人たちに向けたメッセージである．実際には，当事者や支援者たちの要望や経験に耳を傾けることがもっと重要なことである．当事者・支援者の立場で書かれた良書が多数あるので，是非ともそれらを参考にされたい．ヒトの感覚や手足の支援技術を開発するのに，ロボッ
トの壊れたセンサやアクチュエータを新しいものに交換するような要領で行っても，その多くはうまく機能しないし，当事者や現場には中々受け入れられないことを知ってもらいたいと思う．
一方，最近の人工知能やロボットは人間をしのぐほどの能力を持ってきているといわれている．しかし，それらは人間の能力の一面を技術化したにすぎないといえよう．福祉工学は，人間が持っている潜在的な機能を見いだし，それを基礎にすることにより技術を人間のために積極的に生かす分野である．したがって，福祉工学から得られた知見や技術は，真に人間と共存・共生できるロボットや人工知能を生み出すのにも貢献するであろう．
本書は，おもに筆者がたどってきた経験に基づいて述べたものであるが，もっとほかの見方もあろう．本書が糸口となり，この分野に取り組んでみたいという人たちが少しでも増えて欲しい．そして，本書を踏み台として福祉工学をもっと発展させていただくことを切に願う．

引【あ】アイザック・アシモフ ····· 164
アクチュエータ ················ 58
アクチンフィラメント ······· 47
足関節角度 ····················· 173
遊びリテーション ············125
アーチスクリーン ············133
アバタ ···················· 137, 203
アプトン眼鏡 ·················· 105
アマクリン細胞 ················ 41
アルツハイマー型 ············189
安心未来都市 ·················· 205
アンダシュート ················ 20

【い】

【か】

介助ロボット ·················· 158
階層システム ·················· 177
外側膝状体 ······················ 42
外有毛細胞 ······················ 29
下 丘 ·····························72
蝸牛管 ·····························28
蝸牛神経 ··························72
拡張現実感 ····················· 124
隠れマルコフモデル ·········107
ガスバリア ····················· 176
仮想人格 ························ 203
可塑性 ······························ 7
カーツエル読書器 ············· 68
活動電位 ··························20
カテゴリー判断試験 ·········· 59
ガラス体 ··························39
カラーレーション ············144
顆粒細胞 ··························50
加齢黄斑変性 ··················· 40
カレル・チャペック ·········164
カロリックテスト ············153
眼 圧 ······················40, 130
感音性難聴 ··············· 26, 113
感 覚 ······························ 5
感覚抑制 ··························27

コロ

イオンチャネル ················ 18
移乗介助機器 ·················· 166
イージーリスナー ············114
位相干渉 ························ 146
移 動 ······················· 5, 194
移動支援機器 ·················· 166
医療工学 ··························· 2
インデペンデンス ············163
インピーダンス整合 ·········· 25

オプシン ··························41
オプタコン ··············· 67, 116
オプタコントレーニング
マニュアル ··················· 67
オプティカルフロー ·········134
オリエンテーション ·········140
音韻（言語）ループ ·········190
音響管モデル ··················· 92
音響伝達関数 ··········· 146, 149
音源スペクトル ················ 91
音源定位 ··························82
音声合成エンジン ············119
音声合成法 ······················ 92
音声自動字幕システム ····· 109
音声スキップ機能 ············118
音声スペクトル ················ 91
音素バランス文 ··············· 119
音素モデル ····················· 107

ナ
社

索

【う】

ウィンドウズ 95 ············· 117
ウェアラブルコンピュータ ··············· 204
ウェルニケ失語 ··············· 188
運 動 ······························ 5【え】
液晶シャッター ··············· 126
エコーロケーション ·········144
エネルギー増幅型 ············157
遠隔リハビリテーション ·· 151
嚥 下 ·····························89【お】黄斑部 ·····························40
横紋筋 ·····························47
オーデコ ··························69
オーバシュート ················ 20

感覚連合 ··························54
慣 性 ·····························58
関節拘縮 ························ 175
関節連続的他動運動 ·········175
桿体細胞 ··························41【き】
記憶支援 ························ 196
機械インピーダンス ·········· 58
機械的受容器 ··················· 55
気 管 ·····························89
気管孔 ·····························96
吃 音 ··························· 101
拮抗筋 ·····························49
基底膜 ·····························28
基本的日常生活動作 ·········192
球形嚢 ··························· 152
嗅繊毛 ·····························25
胸 声 ·····························79
緊急地震速報チャイム ······· 75
筋線維 ·····························47
筋電図 ·····························48
筋紡錘 ·····························49【く】
空気圧駆動 ····················· 162
屈 筋 ·····························49
屈 伸 ··························· 179
屈折力 ··························· 130
くびれ ·····························22
グラフィカルユーザ
インタフェース ············117【け】
形態素単位 ····················· 109
軽労化技術 ····················· 178
軽労化スーツ ·················· 179
健康未来都市 ·················· 205
言語聴覚士 ····················· 188
言語モデル ····················· 107
腱紡錘 ·····························49【こ】
構 音 ·····························88
交感神経活動 ·················· 128

索引

口 腔 ·····························89
口形異常 ··························95
口唇口蓋裂 ····················· 101
剛 性 ·····························58
後舌母音 ··························91
喉 頭 ·····························88
喉頭原音 ··························89
行動支援 ························ 196
喉頭摘出者 ······················ 96
興奮性神経 ······················ 24
高齢者クラウド ··············· 201
口話法 ·····························79
語音弁別能 ····················· 113
国際標準化 ····················· 208
コグニトロン ··················· 42
鼓室階 ·····························33
ゴジラ映画 ······················ 76
骨格筋 ·····························47
固定式リフタ ·················· 160
こまわりさん ·················· 160
コミュニケーション ····· 5, 194
コミュニケーション
ロボット ····················· 164
コルチ器 ··························29
コンプライアンス制御 ····· 166
コンプレッサ ·················· 162

【さ】

コ

ロ

材質感 ·····························70
最大伝達情報量 ················ 60
サイバネティクス ··············· 3
サルコペニア ·················· 186
サルコメア ······················ 48
産業用ロボット ··············· 156
三原色説 ··························42
散失情報量 ······················ 60
三半規管 ························ 152

自動運転車 ····················· 199
自動掃除ロボット ············157
シナプス後電位 ················ 24
視物質 ·····························41
社会参加 ························ 193
重心動揺 ··························84
重心動揺計 ····················· 134
従属システム ·················· 190
手段的日常生活動作 ·········191
出力確率 ························ 108
受容器電位 ······················ 25
受容野 ·················· 41, 56, 61
手 話 ··························· 104
手話工学 ························ 106
順 応 ·····························21
障害物知覚 ·············· 138, 144
硝子体 ·····························39
状態遷移確率 ·················· 108
情報獲得 ···················· 5, 194
触知音像定位 ··················· 82
触知ボコーダ ··················· 74
食 道 ·····························89
食道発声法 ······················ 96
触覚マウス ······················ 69
触 感 ·····························77
ジョーバ ························ 125
ジョブマッチング ············201
自律型ロボット ··············· 156
自律神経系 ····················· 127
伸 筋 ·····························49
心 筋 ·····························47
シングルチャネル方式 ······· 30
神経インパルス ················ 20
神経伝達物質 ··················· 24
神経伝搬速度 ··················· 23
人工現実感 ····················· 125
人工視覚 ··························38
人工聴覚 ··························27
人工内耳 ··························27
進行波 ·····························28
進行波説 ··························28
人工網膜 ···················· 38, 44
身体機能の支援 ·················· 3
身体知 ··························· 204
身体動揺検査 ·················· 153
伸張受容器 ······················ 49
振動色 ·····························70
振動センサ ······················ 29
真 皮 ·····························55
振幅揺らぎ ······················ 98

ナ
社

220

【し】
視運動刺激 ····················· 132
ジェスチャー認識・合成 ·· 106
ジェロンテクノロジー ······· 12
時間スペクトルパターン ···· 95
時間的なニューラル
ユニット ······················ 63
視機能 ··························· 127
視空間スケッチパッド ····· 190
自己運動感覚 ·················· 132
自己投射 ························ 125
耳小骨 ······················· 27, 29
四 声 ··························· 115
自然言語処理 ·················· 107
失語症 ···················· 102, 188
実時間相互作用 ··············· 125

【す】
髄 鞘
水晶体

·····························23·····························39

水素吸蔵合金 ·················· 163
錐体外路 ··························49
錐体細胞 ··························40
錘体路 ·····························49
水平細胞 ··························41
スクリーンリーダ ······ 68, 117
スピーカマトリックス ····· 138
スピーチエイド ··············· 101
スペクトル包絡 ················ 94
スマートスーツ ··············· 179
墨 字 ·····························67【せ】
生活機能の支援 ·················· 2
生活支援ロボット ············157
声 質 ·····························92
声質の印象の 3 因子 ·········· 77
静止膜電位 ······················ 19
生体補綴工学 ··················· 18
声 道 ·····························89
声道断面積 ······················ 93
声道伝達特性 ··················· 91
声門インピーダンス ·········· 93
声門下圧 ··························90
セグウェイ ····················· 163
セグメンテーション ·········· 78
絶対不応期 ······················ 20
セミアクティブアシスト ·· 179
前 屈 ··························· 179
閃 光 ·····························43
先行音効果 ····················· 145
前舌母音 ··························91
全体構成法 ····················· 188
前庭感覚提示インタフェース ············153
前庭電気刺激 ·················· 153
前庭動眼反射 ············ 42, 151
線分抹消試験 ·················· 137【そ】
双極細胞 ··························41
双極法 ·····························31
相対不応期 ······················ 20
足圧中心 ··························85
側線器 ·····························28
ソーシャルログ ··············· 203
ソニックガイド ··············· 140
ソフトアクチュエータ ····· 175

【た】
体幹角度
対光反応
体性感覚
対比効果

························ 173························ 130························ 131························ 106

索

【ち】

【て】

【な】
内臓筋 ·····························47
内有毛細胞 ······················ 29
難 聴 ·····························26【に】ニューラルユニット ·········· 61
入力情報量 ······················ 60
認知行動支援型 ··············· 157
認知症 ··························· 188【ね】

ネオコグニトロン ············· 42
ネルンストの式 ················ 19
粘 性 ·····························58【の】脳 ···································· 5
脳血管性 ························ 190
ノンバーバル情報 ············121

ロ

知覚運動協応 ·················· 151
中央実行系 ····················· 190中心窩 ·····························40
超音波眼鏡 ····················· 143
長期記憶 ························ 190
聴性脳幹インプラント ··········· 27, 36
調 節 ··························· 127
調節速度 ························ 130
調節力 ··························· 130
チン小帯 ························ 130

特定話者音声認識 ············109
読 話 ······················77, 104
ドットビュウ ··················· 68
ドップラー効果 ··············· 143
飛ばし聴き ····················· 121
ドベール・アイ ················ 43
ドライバディストラク
ション ························ 191

ナ社

代用発声法 ················· 90, 96
対話構造 ························ 198
第 1 次受容器 ··················· 25
第 2 次受容器 ··················· 25
ダヴィンチ ····················· 138
タクタイド ······················ 73
タクタイルエイド ············· 71
タクトホン ······················ 73
タジョダ ··························69
脱分極 ·····························20
タドマ法 ························ 105
タピア式人工喉頭 ············· 96
単音節音声タイプライタ ·· 105
段階説 ·····························42
短期記憶 ························ 190
単極法 ·····························31

コティクルトーカ ················ 73
ディジタルフィルタ ·········· 93
ディップ ························ 146
ディープラーニング ·········107
テレイグジスタンス ··· 71, 124
伝音性難聴 ··············· 26, 113
電気式人工喉頭 ··········· 95, 96
点 字 ·····························64
電子義手 ························ 158
点字プリンタ ··················· 68
天井移動式リフタ ············160
伝達情報量 ················· 54, 60
転倒予防靴 ······················ 85【と】トイレ便座昇降機 ············169
頭外定位 ························ 149
同時アナログ刺激方式 ······· 34
登上神経 ··························50
頭 声 ·····························79
頭部伝達関数 ·················· 148
動揺病 ··························· 131
特徴抽出 ··························54【は】肺 ··································· 89
バイオチップ ··················· 44
バイオニックアイ ············· 45
バイオニックビジョン ······· 45
ハイブリッド型 ················ 35
バイモルフ ······················ 74
廃用症候群 ····················· 166
パーキンソン病 ··············· 187
白 杖 ··························· 140
迫力性因子 ······················ 77
波形揺らぎ ······················ 98
パーコール ······················ 94
破擦音 ·····························95
パーセプトロン ················ 50
パーソナルビークル ·········163
パチニ小体 ······················ 56
バーチャル ····················· 124
バーチャルホスピタル ····· 137
バックプロパゲーション ···· 50
バックワードマスキング ···· 63
発話失行 ················· 101, 188
発話障害 ··························88
波動方程式 ······················ 23

引221

花 鼓 ··························· 189
バーバル情報 ·················· 121
パフ音 ·····························90
ハプティック
インタフェース ············· 69
バリアフリー化 ·················· 2
バリアフリーデザイン ······· 11
パワーアシスト ··············· 162
パワーアシストスーツ ····· 162
反響定位 ························ 138
ハンズフリー型 ··············· 100
半側空間無視 ·················· 136
反対咬合 ························ 101
反対色説 ··························42
半母音 ·····························95【ひ】ピアノ説 ··························28
ピエゾ素子 ······················ 74
鼻音化成分 ····················· 101
東日本大震災 ··················· 76
皮下組織 ··························55
鼻 腔 ·····························89
肘屈曲筋 ························ 167
ビジブルスピーチ ············104
微小電極 ··························72
鼻濁音 ·····························95
ビッグデータ ·················· 107
ピッチ揺らぎ ··················· 98
美的因子 ··························77
ヒヤリハット ·················· 199
ヒューマノイド ··············· 124
表意文字 ························ 109
表音文字 ························ 109
表 皮 ·····························55【ふ】ファイナルアプレーザル ·· 145
ファースト
パーセプション ············145
ファントム
センセーション ············· 82
フィードバック制御系 ······· 50
笛式人工喉頭 ··················· 96
フォースプレート ············133
フォワードマスキング ······· 63
副交感神経 ····················· 128
複合現実感 ····················· 124
福祉工学 ··························· 2
復 唱 ··························· 109
輻 湊 ··························· 127
腹話術師 ························ 102
不正咬合 ··························95
フックの法則 ·················· 171

索引

プルキンエ細胞 ················ 50
ブレインマシンインタフェース ············181
ブローカ失語 ·················· 188

平滑筋 ·····························47
平衡感覚 ························ 131
平衡機能 ························ 127
ベイズの定理 ·················· 107
並列分散処理 ··················· 42
ベクション ····················· 132
ヘッドアップディスプレイ ··············· 135
ペーパーレスブレイル ······· 68
ヘリウム酸素混合気体 ······· 97
ペルチエ素子 ·················· 169
ベルヌーイの定理 ············· 90【ほ】··························23【め】
鳴 管 ·····························95
明瞭性因子 ······················ 77
メルケル細胞 ··················· 56
メルコング ····················· 161【も】盲人書簡 ························ 144
盲 点 ·····························40
盲導犬 ··························· 140
盲導犬ロボット ··············· 163
盲 斑 ·····························40
毛様体筋 ························ 130
盲聾者 ······························ 8
盲聾障害 ··························80
モザイクモデル ··············· 202
モーションキャプチャ ····· 126
モーションベース ············133
モビリティ ····················· 140
モーラ ··························· 119
モワットセンサ ··············· 140【ゆ】

ユアトーン ······················ 97
有髄神経 ··························23
有毛細胞 ··························27
ユニバーサルデザイン ······· 12
揺らぎ ·····························98

ロ

ボイル・シャルルの法則 ·· 171
放射インピーダンス ·········· 93
報酬系 ··························· 186
歩行先導ロボット ············164
歩行補助方式 ·················· 138
ホジキン・ハクスレイ ······· 21
ホメオスタシス ·················· 4
ホルマント ······················ 90
ホルマント遷移 ··············· 102

コ

マイスネル小体 ················ 56
マイボイス ······················ 97
マクロなフィードバック
制御 ·····························50
摩擦子音 ··························95
マスカー ··························61
マスタスレープ式 ············161
マッスルツール ··············· 162
マルコフ過程 ·················· 107
マルチチャネル方式 ·········· 30【み】ミオシンフィラメント

【む】
無髄神経

【へ】

【ま】

ミニビブ ··························73
味 蕾 ·····························25

ナ
社

222

······· 47【よ】
抑制性神経 ······················ 24
抑制野 ······················· 41, 61
読飛ばし ························ 119【ら】
ライフログ ····················· 203
ラクニエ ························ 178
ラバチュエータ ··············· 162

ラリンクス ······················ 89
卵形嚢 ··························· 152
ランビエの絞輪 ················ 22
乱流音 ·····························94【り】
リアル ··························· 124
リクルートメント ············113
リコールレイト法 ············119
リスピーク方式 ··············· 109
立位バランスの制御 ·········· 84
リッチテキスト ··············· 120
リフタ ··························· 160
流 音 ·····························95
流体管モデル ··················· 72
両眼視差 ························ 126
緑内障 ·····························40
臨界帯域 ··························74【る】
ルフィニ終末··················· 56【れ】レキシホン ····················· 140
レチナール ······················ 41
レビー小体型 ·················· 190
連続インタリーブド
サンプラー方式 ············· 34
レンチキュラー方式 ·········126【ろ】
老人性難聴 ····················· 114
ローカス理論 ·················· 103
ロドプシン ······················ 41
ロボットアーム ··············· 166
ロボットスーツ ··············· 162
ロンベルグ立位 ··············· 150【わ】
ワーキングメモリ ············190
話者認識 ··························78
ワセダハンド–5 ·············· 158〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜

【A】

【B】

【C】

ABI ··························· 27, 36
AGC ······························· 33
AR ································ 124
ATF ······························ 149
ATP ································ 20

BADL ··························· 192
BCI ·································36
BMI ······························ 181

CCD カメラ ····················· 67
CELP ······························94
CF ································ 142
CF–FM コウモリ ············ 142
CIS 方式 ·························· 34

索【D】
DAF ······························ 110
DEKA Arm System ········ 159
DP マッチング法 ············· 107
DPI ······························· 109【E】
EMG ·······························48
EPG ······························· 68
EPSP ······························ 24【F】
FES ································ 46
FM 音 ····························· 74
FM コウモリ ·················· 142
fMRI ······························· 55【G】
GUI ·······························117
GVS ······························ 153

【H】

【J】
JAWS ···························· 117
JIST ······························ 188【L】
LF ·································128
LF/HF ·························· 128
LPC 係数 ························· 93【M】
MCI ······················· 189, 197
MH 合金 ························ 168
MMSE ····················189, 198
MR ······························· 124
MULTIPEAK 型 ·············· 33
MySpoon ······················· 165

コ【I】

IADL ·····························192
iARM ···························· 165
iBOT ·····························163

223

【S】
SA 型 ······························ 56
SaND ···························· 203
SAS 方式 ························· 34
SPEAK 方式 ···················· 33
ST ·································188
STS ································ 45【T】
Tadoma 法 ······················· 73
TAJODA ··················69, 120
TDHS ····························114
T–E シャント法 ················ 96
TES ································ 51
TTS ······························ 119
TVSS ······························ 65

【U】
USN

······························ 136

【N】

【V】

Na –K イオンポンプ ······ 20
NURSY ························· 161

VOR ······························· 42
VR 酔い ························· 131

+

+

【O】

【W】

OCR ····························· 117
OHC ······························· 29
OPTACON ······················ 67

WHO ···························· 194
WM ······························ 190

ロ

HAL ······················· 163, 178
HF ································ 128
H–H モデル ······················ 21
HMD ····························· 124
HMI ······························ 191
HMM ···························· 107
HMM 認識方式 ··············· 108
HMM のアルゴリズム ······ 107
HRTF ····························138
HUD ····························· 135

IHC ································ 29
IPSP ······························· 24
IRT ······························· 194

ナ
社

COP ······························173
CPM ····························· 175

引〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜

【P】

【数 字】

PARCOR ························ 94
PDP ······························· 42
PET ································55

3 次元空間 ······················ 125
3 電極法 ··························· 35
3D ディスプレイ ············· 126
3D–CG ·························· 126
3S アシスト ···················· 179
5W1H 情報 ·····················203
9 歳の壁 ························· 104
95 リーダ ······················· 118【Q】
question first·················· 203

【R】
RA 型

······························56

著者略歴
伊福部

達（いふくべとおる）

福祉工学の基礎ナ社

1971 年 北海道大学大学院修士課程修了（電子工学専攻）
1977 年 工学博士（北海道大学）
2007 年 北海道大学名誉教授
2011 年 東京大学名誉教授
現在，北海道科学大学教授，東京大学客員研究員

c 一般社団法人 電子情報通信学会 2016ロ

Basis of Assistive Technology

コ2016 年 5 月 20 日 初版第 1 刷発行

編

者

検印省略

著

一般社団法人

電子情報通信学会
ｈｔｔｐ://ｗｗｗ．
ｉｅｉ
ｃｅ．
ｏｒｇ/
者

発 行 者

伊

福

株式会社
代 表 者

部

達

コロナ社
牛来真也

112–0011 東京都文京区千石 4–46–10

発行所

株式会社

コ ロ ナ 社

CORONA PUBLISHING CO., LTD.
Tokyo Japan
Printed in Japan
振替 00140–8–14844・電話（03）3941–3131（代）ｈｔｔｐ: / /ｗｗｗ．
ｃｏｒｏｎａｓｈａ．
ｃｏ．
ｊｐISBN 978–4–339–01885–1
印刷：三美印刷／製本：愛千製本所
本書のコピー，スキャン，デジタル化等の無断複製・転載は著作権法上での例外を除き禁じられております。購入者以外の第三者による本書の電子データ化及び電子書籍
化は，いかなる場合も認めておりません。
落丁・乱丁本はお取替えいたします