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Fundamental technical development and integration towards realization of human-powered cooperative robots

Research Project

Project/Area Number 20K04376
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Sugahara Yusuke  東京工業大学, 工学院, 准教授 (60373031)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岡本 淳  東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (10409683)
遠藤 央  東京工業大学, 工学院, 特任准教授 (50547825)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsロボティクス / 人間機械システム / ロボット機構 / 人力ロボティクス / 人間機械協調 / 協働ロボット / リハビリテーション
Outline of Research at the Start

本研究では,申請者らが提案したコンセプト「人力ロボティクス」の基礎技術を展開し,実際の協働作業の実現のための技術開発と統合による実用システムへの応用可能性の検証を行う.本研究の目的は,実作業に適用可能な性能を持つ多自由度人力ロボットを実現するための機構と制御系の構成を明らかにし,もって多機能性と人力機械としての本質的安全性を兼ね備えるシステムの設計論を構築することである.

Outline of Final Research Achievements

Toward the realization of practical task by the human-powered cooperative robot, especially the assembly task assistance and the self-rehabilitation assistance, study on the mechanism and control for multi-DOF motion and improvement of accuracy were conducted.
Specifically, the development of the 3-DOF human-powered robot for rehabilitation, dynamic modeling and design of input-speed-sensitive assist power interruption system, investigation toward the design of human-powered personal mobility vehicle using the regenerative clutch, development of the operator’s exercise load estimation method, investigation on the evaluation of motion characteristics of passive mechanism driven by operational force, and development of a pressing force measurement system in focused ultrasound therapy were conducted.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

操作者が動力を加えて駆動する「人力機械」は世に多くあるが,そのロボット化の方法論が議論された例はなかった.本研究の類似研究は世界にほとんどなく,本研究の成果により人力ロボティクスの更なる展開すなわち人力機械の知能化・ロボット化が可能になるという学術的意義がある.このことは同時に,手軽に利用でき多機能性と本質的安全性,健康増進/リハビリテーション機能,環境親和性を兼ね備える,これまでにないタイプのロボットシステムの実用化につながるという社会的意義もある.

Report

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

    (4 results)

All 2022 2021 2020

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] 人力ロボティクスの研究(第12報,人力感応式アシストパワー遮断装置の提案と原理検証)2022

    • Author(s)
      内呑優希,塚本航平,菅原雄介,遠藤央,岡本淳,武田行生
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢者向けモビリティのためのペダリング運動負荷システム(楕円軌道ペダルを用いた介入実験)2022

    • Author(s)
      菅原雄介,八木達也,二瓶美里,武田行生
    • Organizer
      LIFE2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高齢者向けモビリティのためのペダリング運動負荷システム(楕円軌道ペダル機構の制御法と性能評価)2021

    • Author(s)
      八木達也,菅原雄介,武田行生,呂超,二瓶美里
    • Organizer
      第42回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 高齢者向けモビリティのペダリング運動負荷システム(筋骨格シミュレーションに基づく楕円軌道ペダル機構と負荷パターンの設計)2020

    • Author(s)
      八木達也,菅原雄介,松浦大輔,武田行生,二瓶美里,西畑智道,鎌田実,遠藤央
    • Organizer
      第38回日本ロボット学会学術講演会講演予稿集
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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