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Musculoskeletal robotic walking simulator by rocker function

Research Project

Project/Area Number 18K10747
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Sakai Nobuo  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60346814)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsMusculoskeletal system / Human walking / Walking robot / Biomimetics / Gait analysis / Musculockelstal system / Waking robot / ヒト歩行 / 二足歩行ロボット / ロッカーファンクション / 筋骨格構成 / 歩行 / 筋骨格モデル
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to analyse the functional mechanism of the lower limbs, more than the development of pure robotic bipedal walking. The robotic walking simulator firstly started the functional reproduction of the loading responce phase according to the explanation of the rocker function, in which the knee joint is initially in bending position at the heel contact. Muscles in lower limbs were represented by springs with serially connected tendons. At present state, 3 motors were arranged in the one limb, and pulled the tendons in an adequate trajectories. From the loading responce, each muscle spring sequentially functions to reproduce the walking phase of the rocker function theory. The musculoskeletal walking simulator succesfully reproduced the human walking trajectory in a 2 dimentional walking pathway. The results of this study proved the relationship between the rocker function theory and the musculoskeletal construction of the lower limb of Human.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

もし、機能が本当に理解されているならば、それを人工系で再現できるはずである。本研究では下肢リハビリテーションにおいて一つの指標とされるロッカーファンクション理論を用いて、下肢筋骨格構成を再現した、筋骨格型ロボット歩行シミュレータを実歩行させることに成功した。これにより、ロッカーファンクションを念頭とした歩行リハビリが力学的にも十分に説明がつくこと実証された。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 脳卒中リハビリテーション支援のためのメカトロシステムの開発2020

    • Author(s)
      坂井 伸朗,林 克樹,古場 友貴,渕 雅子,小森 望充,村上 輝夫
    • Journal Title

      日本設計工学会誌

      Volume: 55 Pages: 591-600

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] ロッカーファンクションにより構成した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発2019

    • Author(s)
      坂井伸朗, 野口純平, 渕雅子, 林克樹, 小森望充, 村上輝夫
    • Journal Title

      臨床歩行分析研究会誌

      Volume: 6-2 Pages: 17-25

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 歩行可能なヒト下肢筋骨格シミュレータの開発2020

    • Author(s)
      龍幸穂, 坂井伸朗, 野口純平, 渕雅子, 林克樹, 小森望充
    • Organizer
      ロボティクスメカトロニクス講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋骨格型ロボット歩行シミュレータの足趾構造の検証2020

    • Author(s)
      坂井伸朗, 龍幸穂, 渕雅子, 林克樹, 小森望充
    • Organizer
      バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ロッカーファンクションにより構築した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発2018

    • Author(s)
      坂井伸朗,渕雅子,林克樹,小森望充,村上輝夫
    • Organizer
      第40回臨床歩行分析研究会定例会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ロボット歩行シミュレータの足部機構の開発2018

    • Author(s)
      野口純平,坂井伸朗,渕雅子,林克樹,小森望充,村上輝夫
    • Organizer
      第39回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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