人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルに基づく外筋型服ロボットの設計手法の構築
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19H02112
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小林 洋 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50424817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 智仁 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (40778990)
田中 正夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40163571)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 外筋型服ロボット / テンセグリティ / 筋骨格構造 |
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| Outline of Research at the Start |
本課題は，柔軟，軽量な服型ロボットの開発を目指した研究である．人間の筋骨格の構造を模倣することで，人間との親和性が高い柔軟な服型ロボットを開発するための方法論を確立することを目的とする．特に，人体の筋骨格構造のモデルとして「テンセグリティ」に着目し，テンセグリティモデルを規範とした設計手法を構築する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，人間の筋骨格の構造をテンセグリティと捉え，そのモデルによる解析を規範とした研究開発を実施する．人間との親和性が高い柔軟な装着型ロボットを開発するための方法論として，人体の構造のテンセグリティモデルを規範とする設計手法を構築することを本研究の目的とする．また，人体筋骨格モデルの中に，外筋型ロボットを模擬的な筋として組み込み，全体の力学的特性を最適化する設計手法を開発する．
人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルに基づく外筋型服ロボットの設計手法の構築にむけ，下記の3点を実施した．
A) 人体テンセグリティモデルの構築： テンセグリティモデルにおいては，骨をストラット，筋（筋膜）と靭帯をケーブルと考え，各関節間の骨，筋（筋膜），靭帯を解剖学的な配置をもとに配置することで，モデルを構築する．本モデルから得られた結果をC）エクゾスーツの設計開発の参考にした。
B) 最適設計手法の構築： 構築したテンセグリティモデルを用いて，外筋をつける配置，外筋の発揮力や物性を設計するための手法を開発する．最適化手法においては，目的とする条件（筋の負荷を減らすなど）を最適化するように外筋モデルの条件（配置，発揮力，物性）を変化させることを検討する．
C)プロトタイプ開発と評価： 外筋型服ロボットのプロトタイプを開発し，ハードウェアとしての有効性を検討すると共に，A)テンセグリティモデルとB)設計手法の評価を実施することを目指し，評価系のプロトタイプの開発を実施する．再度、上肢を対象としたハードウェアの改良および評価実験を実施した．併せて、超音波画像を使った関節角度推定の研究を実施した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
