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残存能力の推定機能を有する制御系設計と下肢運動のリハビリテーション機器への応用

Research Project

Project/Area Number 18760200
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionKanazawa Institute of Technology

Principal Investigator

鈴木 亮一  Kanazawa Institute of Technology, 工学部, 准教授 (50319042)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywords知能機械 / 制御工学 / リハビリテーション / 自立支援
Research Abstract

平成19年度はつぎの事項について明らかにした。その成果の一部を、別に記載した論文・国際会議論文3件にまとめ、学会発表(招待講演)1件を行った。
1.制御系設計理論の実装と試作機の制御
前年度までに行った制御プログラムの構築をもとに、マイクロコンピュータへ提案する制御系設計理論をマイクロコンピュータへ実装した。内部モデル制御を基盤とした外乱推定特性を利用することで、人間の残存能力をモータにかかる外乱として推定できることを動作確認した。また、制御系全体の安定性についても実験的に確認した。
2.試作機の完成と実験による評価
市販の自転車に改良を加え、下肢運動のためのリハビリテーション機器の試作機を完成した。本試作機の特徴は、使用者の持っている残存能力はそのまま活かし、再生すべき能力のみをサポートする装置構成となっている。実際の実験において、自転車のペダル部にかかる負荷を「残存能力」として推定し、その信号の大小により、モータの入力トルクを適宜生成できていることを確認した。
以上、本研究の成果として得られた知見は、つぎの2点にまとめられる。
● 使用者の残存能力を測定する必要があるとき、付加的な外部センサーを取り付けることなく、それらを推定することができる制御系設計法を提案した。
● 使用者の残存能力を推定し、その機能を回復するための、制御信号を生成する新しいリハビリテーション機器を開発した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] 一般化安定化補償器による推定反力を利用したロボットハンドに把持機構の制御2007

    • Author(s)
      谷正史, 鈴木亮一, 他3名
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編 Vol.37, No.726

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extended Internal Model Control Scheme for Sensorless Force Control on Uneven Surface2007

    • Author(s)
      R. Suzuki, 他3名
    • Journal Title

      Proc. IEEE International Conference on Control Applications

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] State and Disturbance Estimation Based on Internal Model Control Structure and Its Application to Sensorless Grasping Control2007

    • Author(s)
      R. Suzuki, 他3名
    • Journal Title

      Proc. the 33rd Annual Conference on the IEEE Industrial Electronics Society

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Force Detection Based on Internal Model Control and Its Application to an Assistive Device in Rehabilitation Medicine2007

    • Author(s)
      鈴木亮一他4名
    • Journal Title

      Proceedings of the XII International Symposium on Dynamic Problems of Mechanics

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 一般化安定化補償器による推定反力を利用したロボットハンドの把持機構の制御2006

    • Author(s)
      谷正史, 鈴木亮一他2名
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編 73・726

      Pages: 142-149

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 低次元オブザーバを利用したサーボ特性を持つ一般化内部モデル制御の構成法2006

    • Author(s)
      谷正史, 鈴木亮一他2名
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 42・9

      Pages: 1027-1034

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Disturbance Estimation by Generalized Internal Model Control and Its Application to Assistive Device for Rehabilitation Technology2006

    • Author(s)
      鈴木亮一他5名
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Conference on Control Applications

      Pages: 921-926

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Internal Model Control Scheme for Sensorless Force Control and Its Application to Rubbing Machines2006

    • Author(s)
      鈴木亮一他3名
    • Journal Title

      Proceedings of the 1^<st> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

      Pages: 342-347

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Design of Functional Observer for Linear System with Unknown Disturbance and Its Application to Disturbance Attenuation2006

    • Author(s)
      鈴木亮一他4名
    • Journal Title

      Proceedings of the 1^<st> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

      Pages: 203-208

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Assistive Devices for Rehabilitation Technology2007

    • Author(s)
      Ryoichi Suzuki
    • Organizer
      52nd International Scientific Colloquium
    • Place of Presentation
      ドイツ・イルメナウ
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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