Robot patient system that dramatically improves learning transferability by the effect of a patient view
| Project/Area Number |
20H04261
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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 61050:Intelligent robotics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 順 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50233127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金井パック 雅子 関東学院大学, 看護学研究所, 客員研究員 (50204532)
桑原 教彰 京都工芸繊維大学, 情報工学・人間科学系, 教授 (60395168)
前田 樹海 東京有明医療大学, 看護学部, 教授 (80291574)
緒方 大樹 東京工業大学, 情報理工学院, 特任准教授 (80598037)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
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| Keywords | ロボット / 看護学 / 車椅子移乗 / アドミッタンス制御 / ロボット工学 / 学習 / 転移学習 / 動作計測 / 学習転移性 |
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| Outline of Research at the Start |
看護師が看護ケアを的確に遂行するために，多様な患者に対する看護ケア技術を自身の経験していない別の患者にも適用できること（学習の転移性獲得）が重要である．本研究では，身体介助の学習を対象とし，患者ロボットに埋め込まれたセンサによって，介助されている患者の状態を，学習者にフィードバックする看護ケア学習システムを開発する．
このシステムは，学習者が，患者や自身を客観的に認知し，患者の状態に合わせたケアを提供できる能力を養うことを目指している．これより，学習の転移性の飛躍的向上を期待するものである．動作計測実験，患者ロボット試作，患者ロボット実験により提案システムの妥当性を検証する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の看護教育では、「看護師の安全性」はボディメカニクスに基づいて評価されてきた。一方、車椅子移乗のような患者にとってリスクの高い看護動作については、実際の患者を教育現場で扱うことが困難なため、「患者の安全性」を評価する有効な方法がない。本研究ではこれらの看護教育における現状の問題点を解決するために、患者の安全性という観点から看護動作を評価する患者ロボットシステムを構築する。構築に当たっては、看護動作の中でも特に高頻度に行われ、患者の怪我の主要な要因となっている、車椅子移乗動作を対象とした。車椅子移乗動作とは、患者をベッドから車椅子へ移動させるために看護師が行う一連の動作のことである。車椅子移乗において患者は座位から立位、立位から座位へと姿勢を大きく変化させるため、転倒や転落などの事故やそれによる怪我が生じやすくなっている。これらの問題を解決するために、本研究では以下の2つの研究課題に取り組んだ： 1）患者の安全性の観点から車いす移乗における重要な局面を特定すること、2）車いす移乗における患者の安全性を評価できる教育用ロボットを開発することである。リスク評価の結果、座位から立位への動作が重要であることがわかった。さらに、車椅子移乗動作を計測し、人が他者に支えられながら立ち上がる動作をモデル化し，患者ロボットに実装した．具体的には，まず、患者の立ち上がりを準静的な過程とし、力の釣り合いから地面反力データを用いて看護師が患者に対して加える力やトルクを算出した。その後、これらの看護師から患者へ加えられる力と患者の下肢の動きの関係性に対して、アドミッタンス制御を適用した。実際の人体動作解析に基づいて開発した患者ロボットシステムは、人間らしい座位から立位への動作が可能であり、看護師からロボット本体に加わる不適切な力を評価することができることがわかった。
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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
(3 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] Development of a nursing skill training system based on manipulator variable admittance control2023
Author(s)
Zhou,Yuhao, Takamido,Ryota, Kanai-Pak,Masako, Maeda,Jukai, Kitajima,Yasuko, Nakamura,Mitsuhiro, Kuwahara,Noriaki, Ogata,Taiki, & Ota,Jun
Organizer
2023 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)
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[Presentation] 車椅子移乗動作における患者の安全性を評価するための患者ロボットシステムの開発2022
Author(s)
鈴木 暖, 高御堂 良太, 金井Pak 雅子, 前田 樹海, 北島 泰子, 中村 充浩, 桑原 教彰, 緒方 大樹, 太田 順
Organizer
2022年度サービス学会 第10回 国内大会予稿集, A-2-1-01, (pp. 1-5). オンライン, 2022年3月7日～9日
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[Presentation] 車椅子移乗動作における患者ロボットの立ち上がり動作の制御則の提案2021
Author(s)
鈴木 暖, 高御堂 良太, 金井 Pak 雅子, 前田 樹海, 北島 泰子, 中村 充浩, 桑原 教彰, 緒方 大樹, 太田 順
Organizer
第39回日本ロボット学会学術講演会予稿集, RSJ2021AC1J2-07, (pp. 1-4), オンライン, 2021年9月8日～11日.
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