ホーチミン市工科大学の学生が手のリハビリゲームを制作

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このビデオゲームは学生グループによって開発され、人工知能を使って手のジェスチャーを認識し、この部分のリハビリテーションをサポートします。

ホーチミン市工科大学コンピュータサイエンス学部の研究グループ（BKハンドリハビリテーション）は、2022年8月からビデオゲーム用のハンドジェスチャー認識システムの構築を開始しました。グループは、システムを徐々にコンピュータゲームにアップグレードし、手の機能の回復と治療に役立てています。

研究チームのメンバーであるVo Ngoc Sang氏は、BK Hand Rehabのゲームは手首、手、指のリハビリテーションのサポートに重点を置いて開発されていると語った。

このゲームは、コンピューターとLeap Motion Controllerセンサーデバイスを介して設計・操作されます。プレイヤーはまず、各ゲームの指示に従って手のジェスチャーを行う必要があります。このセンサーは、手の特定のポイントの位置に関する情報を受信し、認識することができます。そして、チームは人工知能（AI）アルゴリズムを用いて、対応する手の形とジェスチャーを生成し、ゲーム内のアクションを作成します。

学生が手の機能を回復させるビデオゲームを設計 — このゲームは、ユーザーの柔軟な手の反射神経を鍛えるのに役立ちます。ビデオ：*研究チーム*

ゲームシステムはレベルごとに階層構造になっており、プレイヤーはゲームごとに簡単なレベルから難しいレベルへと進み、より挑戦的な体験をすることができます。このゲームは、高齢者、障害者、理学療法を受けている手の怪我をした人など、様々な対象者に適しています。ゲーム内でのハンドジェスチャー認識機能により、理学療法を受けている患者は、練習しながらリラックスして快適な気分を味わうことができます。

通常、手の機能回復が必要な患者は、簡単な機械的な運動をしたり、看護師や医師のサポートを受けたりします。チームの解決策はビデオゲームをベースにしており、回復プロセスをより面白く、退屈なものから解放します。

現在、BKハンドリハビリテーションでは3つの基本ゲームを提供しています。プレイヤーは、静的ゲーム（形や色を選択する）または動的ゲーム（オブジェクトを動かして落ちてくるものをキャッチしたり、障害物を避けたりする）で練習できます。

ゲームは、アイデア創出、設計、改良、テスト、そして展開という5段階のプロセスを経て開発されています。各ゲームで使用するハンドジェスチャーの選択については、ハーバード大学やスコットランド政府の国民保健サービスといった権威ある機関の研究を参考にしています。

ゲームを通して練習するには、ハンドスタンド、コンピューター、そしてLeap Motionコントローラーセンサーが必要です。ユーザーはゲームのジャンルに応じて特定の動作をガイドされ、状況に応じて、対応するコンテキストとインタラクションするためにどのような動作を実行するかを決定します。

ユーザーは現実世界でゲームを体験します。写真：研究チーム — ユーザーは現実世界でゲームを体験します。写真：*研究チーム*

製品を体験したユーザーの中には、ゲーム形式のエクササイズがコンパクトで快適、インストールと操作が簡単だと感じる方もいます。チームは、ハンドジェスチャーの認識精度やより難しい動きを向上させるための他の手法を研究する予定です。同時に、ユーザーエクスペリエンスを向上させるために、ゲームのグラフィックとメカニクスの改善も必要です。

ホーチミン市工科大学（VNU-HCM）コンピュータサイエンスおよびエンジニアリング学部の副学部長でありインストラクターでもある准教授のクアン・タン・トー博士は、BKハンドリハビリテーションは、楽しい回復体験を生み出し、退屈さを減らし、コストを節約し、患者が医療施設に行く必要がないため、従来の手の治療法に比べて優れたソリューションを提供していると評価しました。

トー准教授は、ビデオゲームを用いて手のリハビリを支援するというアイデアは新しいものではなく、多くの先行研究で言及され、実現されているものの、このプロジェクトには大きな可能性があると述べた。しかし、先行研究では、ゲームに不適切な動作が選択されたり、手のジェスチャー認識のステップが期待される精度と速度に達していなかったりするなど、依然として多くの限界がある。「BKハンドリハビリテーションは、先行研究が直面していた多くの問題を解決しました」とトー准教授は述べた。

彼はまた、実際のユーザーからのフィードバックに基づいて、ゲームを患者に合わせて調整する必要があると付け加えた。次に、チームは理学療法士からソリューションの有効性について検証を受ける必要がある。「これらは改善が必要な領域です」と彼は述べ、必要な研究を実施するために、医療センターや整形外科病院との連携を支援するため、コンピュータサイエンス・エンジニアリング学部と協力していると付け加えた。

ハンドリハビリテーションプロジェクトは最近、非営利団体SonTa Foundationが主催する2023年コミュニティイニシアチブコンペティションで最優秀賞を受賞しました。