Development of a manipulator to realize optimum exercise therapy fitting conditions

• Project/Area Number: 20560411
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Control engineering
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: HIRAI Junji Mie University, 大学院・工学研究科, 教授 (30345996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KOMADA Satoshi 三重大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10215387)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2010: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2008: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 理学療法 / トレーニング / マニピュレータ / バイオフィードバック / 筋張力 / 筋活動 / 肢 / 関節粘弾性 / リハビリテーション / 筋肉

Research Abstract

There are three parts in the results of the research.
(1) Biofeedback during motion of limbs
Real-time estimation methods of muscle force during motion of limbs are developed.
(2)Quantitative training of limbs
A muscle activation level control method for each muscle group of 3 pairs of 6 muscle model is proposed using direction and magnitude of tip force of limbs. The method is applied to strength training.
(3)Development of safe training equipment for lower limbs.
A training manipulator for lower limbs using breaks is developed.

Research Products

• [Journal Article] 肢の動作中の筋活動レベル制御法の提案とその筋力トレーニングへの応用 (2011)
  • Author(s): 駒田諭, 村上洋輔, 平井淳之
  • Journal Title: 電気学会論文誌D vol.131-D, no.3 Pages: 291-296
  • NAID: 10027804969
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 肢の動作中の筋活動レベル制御法の提案とその筋力トレーニングへの応用 (2011)
  • Author(s): 駒田諭, 村上洋輔, 平井淳之
  • Journal Title: 電気学会論文誌D Volume: 131 Pages: 291-296
  • NAID: 10027804969
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a Biofeedback Therapeutic-Exercise-Supporting Manipulator (2009)
  • Author(s): Satoshi Komada, Yosuke Hashimoto, Noboru Okuyama, Takashi Hisada, Junji Hirai
  • Journal Title: IEEE Trans.on Industrial Electronics vol.56, no.10 Pages: 3914-3920
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a Biofeedback Therapeutic-Exercise-Supporting Manipulator (2009)
  • Author(s): Satoshi Komada, Yosuke Hashimoto, Noboru Okuyama, Takashi Hisada, Junji Hirai
  • Journal Title: IEEE Transactions on Industrial Electronics 56 Pages: 3914-3920
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 動的状態を考慮した機能別実効筋理論を用いた筋群別筋張力推定手法 (2011)
  • Author(s): 杉野貴基, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 電気学会産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 習志野市
  • Year and Date: 2011-03-09
• [Presentation] 関節粘弾性と肢の3対6筋モデルを用いた筋張力推定法 (2011)
  • Author(s): 臼井伸充, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 電気学会産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 習志野市
  • Year and Date: 2011-03-08
• [Presentation] Estimation Methods of Muscular Tension by Rehabilitation Support Manipulator for Future Human and Robot Convive Sustainable Society (2010)
  • Author(s): 臼井伸充, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: The 17th Tri-University International Joint Seminar and Symposium 2010
  • Place of Presentation: Chiang Mai University, THAILAND
  • Year and Date: 2010-11-11
• [Presentation] An estimation method of muscle forces for each muscle group using theory of functionally different effective muscles considering human dynamics (2010)
  • Author(s): 杉野貴基, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: Proceedings of 2010 3rd IEEE RAS and EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob), pp.675-680
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2010-09-29
• [Presentation] An Estimation Method of Muscle Forces for each Muscle Group Using Theory of Functionally Different Effective Muscles Considering Human Dynamics (2010)
  • Author(s): Atsuki Sugino, Satoshi Komada, Junji Hirai
  • Organizer: 3rd IEEE RAS & EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2010-09-29
• [Presentation] Proposal of a Muscle Activation Level Control Method for Limbs during Motion and its Application to Strength Training (2010)
  • Author(s): 駒田諭, 村上洋輔, 平井淳之
  • Organizer: Proceedings of International Symposium on Application of Biomechanical Control Systems to Precision Engineering, ISAB 2010, -Engineering Review of Biological Evolution of Motion Control-, pp.176-181
  • Place of Presentation: Iwaki, Fukushima
  • Year and Date: 2010-07-24
• [Presentation] Proposal of a Muscle Activation Level Control Method for Limbs during Motion and its Application to Strength Training (2010)
  • Author(s): Satoshi Komada, Yosuke Murakami, Junji Hirai
  • Organizer: International Symposium on Application of Biomechanical Control Systems to Precision Engineering, ISAB 2010
  • Place of Presentation: Iwaki, Fukushima
  • Year and Date: 2010-07-24
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いた動的運動中における筋活動制御手法の提案と筋力トレーニングへの応用 (2010)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 電気学会産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 東京農工大学(小金井市)
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いた動的運動中における筋活動制御手法の提案と筋力トレーニングへの応用 (2010)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 電気学会 産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 東京農工大学 (小金井市)
  • Year and Date: 2010-03-09
• [Presentation] 機能別実効筋理論と初動負荷理論に基づく筋力増強トレーニングに関する研究 (2009)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
  • Year and Date: 2009-12-24
• [Presentation] 機能別実効筋理論と初動負荷理論に基づく筋力増強トレーニングに関する研究 (2009)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 第10回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会講演論文集
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学豊洲キャンパス (東京都)
  • Year and Date: 2009-12-24
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いた筋群別筋張力推定手法 (2009)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学(横浜市)
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いた筋群別筋張力推定手法 (2009)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 第27回日本ロボット学会学術講演会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学 (横浜市)
  • Year and Date: 2009-09-17
• [Presentation] Setting of Training Load Using Theory of Functional Effective Muscle (2009)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: Proceedings of 2009 IEEE 11th International Conference on Rehabilitation Robotics, pp.946-949
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2009-06-26
• [Presentation] Setting of Training Load Using Theory of Functional Effective Muscle (2009)
  • Author(s): Yosuke Murakami, Satoshi Komada, Junji Hirai
  • Organizer: 2009 IEEE 11th International Conference on Rehabilitation Robotics
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館 (京都市)
  • Year and Date: 2009-06-26
• [Presentation] 拮抗筋張力推定のための筋骨格粘弾性モデルを用いた筋張力推定手法 (2009)
  • Author(s): 藤井厚志, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 電気学会産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 成蹊大学(東京都武蔵野市)
  • Year and Date: 2009-03-10
• [Presentation] 拮抗筋張力推定のための筋骨格粘弾性モデルを用いた筋張力推定手法 (2009)
  • Author(s): 藤井厚志
  • Organizer: 電気学会 産業計測制御研究会
  • Place of Presentation: 成蹊大学(東京都)
  • Year and Date: 2009-03-10
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いたトレーニングにおける負荷設定 (2008)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: (社)計測自動制御学会中部支部平成20年三重地区計測制御研究講演会
  • Place of Presentation: 三重大学(津市)
  • Year and Date: 2008-12-17
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いたトレーニングにおける負荷設定 (2008)
  • Author(s): 村上洋輔
  • Organizer: (社)計測自動制御学会中部支部 平成20年重地区計測制御研究講演会
  • Place of Presentation: 三重大学(三重県)
  • Year and Date: 2008-12-17
• [Presentation] 拮抗筋張力推定のための筋骨格粘弾性モデルを用いた筋張力推定手法 (2008)
  • Author(s): 藤井厚志
  • Organizer: 電気学会東海支部若手セミナー 次世代パワーエレクトロニクス技術の新展開 第2回
  • Place of Presentation: 中部大学研修センター(恵那市)
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] バイオフィードバックのための筋力推定手法 (2008)
  • Author(s): 駒田諭, 藤井厚志, 平井淳之
  • Organizer: 平成20年電気学会産業応用部門大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ「かるぽーと」(高知県)
  • Year and Date: 2008-08-27
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いたトレーニングに関する研究 (2008)
  • Author(s): 村上洋輔, 駒田諭, 平井淳之
  • Organizer: 平成20年電気学会産業応用部門大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ「かるぽーと」(高知県)
  • Year and Date: 2008-08-27
• [Presentation] バイオフィードバックのための筋力推定手法 (2008)
  • Author(s): 駒田諭
  • Organizer: 平成20年電気学会産業応用部門大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ「かるぽ-と」(高知県)
  • Year and Date: 2008-08-27
• [Presentation] 機能別実効筋理論を用いたトレーニングに関する研究 (2008)
  • Author(s): 村上洋輔
  • Organizer: 平成20年電気学会産業応用部門大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ「かるぽ-と」(高知県)
  • Year and Date: 2008-08-27
• [Book] 環境適応型モーションコントロールの最新技術 (2008)
  • Author(s): 環境適応型モーションコントロール協同研究委員会編(駒田諭, 他)
  • Total Pages: 123
  • Publisher: 電気学会
• [Book] 環境適応型モーションコントロールの最新技術 (2008)
  • Author(s): 環境適応型モーションコントロール協同研究委員会編
  • Publisher: 電気学会
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.ems.elec.mie-u.ac.jp/