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Development of assistive suit with a knitted fabric actuator for health maintenance of workers handling heavy loads

Research Project

Project/Area Number 20K04374
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionIndustrial Research Institute of Ishikawa

Principal Investigator

Nakashima Akichika  石川県工業試験場, 繊維生活部, 主任研究員 (80504737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 喜成 年泰  金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (90195321)
田中 志信  金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsスマートテキスタイル / アクチュエータ / アシストスーツ / バイタルセンシング / アシスト / 編地アクチュエータ / 補助スーツ / 健康管理
Outline of Research at the Start

現状の腰痛予防コルセットやアシストスーツは、重量物持ち上げなどの特定作業で有効である。しかし、他の通常作業では動作の妨げとなるため頻繁な着脱が必要であり、その手間から使用されなくなるという問題がある。本研究では、衣服に組み込むことを目的に開発し、その応用と動作原理の解明に取り組んできた①編地アクチュエータの基礎解析を進めることで、このアクチュエータを応用した通常作業は妨げない(着脱が不要で常時着用が可能な)②腰痛予防のためのアシスト技術を確立する。さらに、下に着た衣服の影響を受けない③皮膚非接触・装着型バイタルセンシング方法を検討し、健康管理と腰痛予防を兼ね備えたアシストスーツの開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Aiming for realizing an assistive suit, we developed a knitted fabric actuator that can be applied to clothing and analyzed its basic characteristics. In addition, as an assist technology, we investigated the application of jumping phenomenon during bending deformation of a thin plate by a knitted fabric actuator, performed FEM analysis, and produced a CFRP plate. Furthermore, in order to apply the photoplethysmographic system to health monitoring, we measured the transmitted light spectra of several cloths of different colors and confirmed the wavelengths that can be used not only for pulse rate detection but also for pulse oximetry.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

重量物取扱作業者などへ普及が進んでいるアシストスーツの問題点である着脱の煩わしさを解消することで、これら作業従事者の健康保持増進が期待できる。本研究では、その問題解決の一つとして常時着用可能な補助スーツを開発することを目的に、アクチュエータ技術、アシスト技術、脈波計測技術の各技術について提案し、新たな可能性を示すことでアシストスーツの普及が進むことが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Impact of External Dimensions and Fiber Diameter on the Contraction Force Generated by Shape-Memory-Alloy Double-Sided Knitted Actuators2022

    • Author(s)
      吉村祐太朗、中島明哉、若子倫菜、喜成年泰
    • Journal Title

      Journal of Textile Engineering

      Volume: 69 Issue: 2 Pages: 25-31

    • DOI

      10.4188/jte.69.25

    • ISSN
      1346-8235, 1880-1986
    • Year and Date
      2022-04-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contractile Force and Stitch Modeling of Shape Memory Alloy Knitted Fabric Actuators2021

    • Author(s)
      中島明哉、樋口雄亮、佐藤洋平、若子倫菜、喜成年泰
    • Journal Title

      Journal of Textile Engineering

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 13-19

    • DOI

      10.4188/jte.67.13

    • NAID

      130008036927

    • ISSN
      1346-8235, 1880-1986
    • Year and Date
      2021-02-15
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 形状記憶合金両面編地アクチュエータの糸線径と発生収縮力の関係2022

    • Author(s)
      吉村祐太朗、中島明哉、若子倫菜、喜成年泰
    • Organizer
      日本繊維機械学会 第75回年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 形状記憶合金糸を用いた編地アクチュエータについて2022

    • Author(s)
      中島明哉
    • Organizer
      繊維機械研究会(第28回)研究例会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 状記憶合金糸を用いた編地の製編条件とアクチュエータ特性2022

    • Author(s)
      中島明哉、吉村祐太朗、若子倫菜、喜成年泰
    • Organizer
      2022年 繊維学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 形状記憶合金平編地アクチュエータの収縮力に対するループ高さの影響2021

    • Author(s)
      吉村祐太朗、中島明哉、若子倫菜、喜成年泰
    • Organizer
      日本繊維機械学会第74回年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 形状記憶合金編地のループ構造とアクチュエータ特性の関係2021

    • Author(s)
      吉村祐太朗、中島明哉、若子倫菜、喜成年泰
    • Organizer
      日本繊維機械学会研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 摩擦特性を考慮した形状記憶合金平編地アクチュエータの収縮力発生機構2020

    • Author(s)
      佐藤洋平、中島明哉、若子倫菜、喜成年泰
    • Organizer
      日本繊維機械学会研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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