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Elucidation of Fall Avoidance Movement Strategies Based on Restriction of physical movement and Evaluation of Fall Risk

Research Project

Project/Area Number 20K12756
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Nakashima Yasutaka  九州大学, 工学研究院, 准教授 (00632176)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 元司  九州大学, 工学研究院, 教授 (90202390)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords転倒リスク評価 / 滑り転倒刺激 / 左右分離型トレッドミル / 関節可動域(ROM) / 動的安定性(MoS) / 順動力学シミュレーション / 安定領域 / 重心位置 / 重心速度 / 膝関節可動域制限 / 関節角度 / 関節拘束 / 可動域制限 / MoS / 転倒リスク / 転倒刺激 / 身体機能 / 筋力 / 可動域 / 安定性 / COM / 転倒予防 / 滑り転倒 / トレッドミル
Outline of Research at the Start

滑り転倒現象を再現するシステムと動作解析によって得られた滑り転倒時の回避動作の知見に基づき,今まで明らかにされてこなかった,各個人で異なる身体機能(筋力や可動域などに代表される筋骨格系の指標)が滑り転倒時の回避動作戦略に与える影響について,実験的な解析とモデルを用いた理論解析の両者を用いてアプローチし,個人ごとの回避動作戦略に最も寄与する身体機能の特定とそれに基づいた転倒リスクの評価を目的としている.

Outline of Final Research Achievements

In this study, we proposed a method to create a stability index for a fall avoidance strategy by simulating a fall avoidance strategy with bipedal support against slip and fall using a mechanical model. In addition, considering the decrease in joint range of motion with aging, we conducted simulations in which only the range of motion of a single joint was restricted in order to investigate which of the joints in the lower limb was affected by the decrease in stability. The results showed that the reduction in stability was greater when the ankle joint range of motion was restricted than when the other joints were restricted.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果は,滑り転倒時の回避動作における関節可動域の低下が転倒リスクに与える影響を力学モデルを用いて定量的に評価したものである.滑り転倒刺激を加えることで疑似的に実現象を再現し,回避動作の実験解析を行うだけでなく,その知見に基づき,力学モデルをベースとした順動力学シミュレーションを構築することで,下肢の関節可動域の低下が及ぼす安定性の減少量を理論的に解析している.そのため,今後はこの手法を用いることで,医師や専門家が個人の転倒リスクを屋内で安全かつ事前に判断することができ,可動域の低下量に基づいて最も効果的な訓練手法の選択,提示を行うことに応用可能である.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Analysis of MoS for Different Sagittal Positions of Grounding T-cane in Hemiplegic Simulated Gait2023

    • Author(s)
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Journal Title

      Journal of the Robotics Society of Japan

      Volume: 41 Issue: 10 Pages: 897-900

    • DOI

      10.7210/jrsj.41.897

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An evaluation method of human standing stability by applying the disturbance of swash plate fall2021

    • Author(s)
      戸越 勉, Pham Hoang Tung, 中島 康貴, 山本 元司
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 87 Issue: 896 Pages: 20-00302-20-00302

    • DOI

      10.1299/transjsme.20-00302

    • NAID

      130008029761

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Determination of the Gain for a Walking Speed Amplifying Belt Using Brain Activity, IEEE Transactions on Human-Machine Systems2020

    • Author(s)
      Satoshi Miura, Yuki Yokoo, Yasutaka Nakashima, Yoshikazu Ogaya, Misato Nihei, Takeshi Ando, Yo Kobayashi, Masakatsu G. Fujie
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Human-Machine Systems

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 154-164

    • DOI

      10.1109/thms.2019.2961974

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 杖使用時に動的安定性を高める杖先位置の力学モデルに基づく提案2024

    • Author(s)
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      UDXワークショップ2024
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  • [Presentation] T字杖の効果的な操作指導に向けた動的安定性を高める杖先位置と杖荷重の関係の導出2024

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      栗家悠樹, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
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      UDXワークショップ2024
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      西山悠太, 實松建吾, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
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      UDXワークショップ2024
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  • [Presentation] 介助者の上肢インピーダンス推定に基づく車椅子を押す力を低減させるバネハンドルの開発2023

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      西山悠太, 松永夏己, 金田礼人, 本田功輝, 山本元司, 中島康貴
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      第41回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2023)
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  • [Presentation] T字杖歩行における杖の接地位置とタイミングの練習が動的安定性Margin of Stabilityに及ぼす影響の検討2023

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      山村康裕, 松永夏己, 栗家悠樹, 中島康貴
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      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
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  • [Presentation] T字杖歩行中における杖先位置の違いが動的安定性に及ぼす影響2023

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      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
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      第19回姿勢と歩行研究会
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  • [Presentation] 慣性センサを用いたヒト立位姿勢でのCoP推定における重心動揺計との比較2023

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      井手隆統, 本田功輝, 金田礼人, 中島康貴, 山本元司
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      第19回姿勢と歩行研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 車椅子操作における介助者の上肢インピーダンス特性の解析2023

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      西山悠太, 實松建吾, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] T字杖の効果的な操作指導に向けた動的安定性を高める杖先位置と杖荷重の関係の導出2023

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      栗家悠樹, 松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 杖使用時に動的安定性を高める杖先位置の力学モデルに基づく提案2023

    • Author(s)
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2023)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 片麻痺模擬歩行におけるT字杖の杖先位置の違いが動的安定性(MoS)に及ぼす影響の検討2022

    • Author(s)
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2022)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Margin of stability (MoS) based prediction of balance and fall after introducing external slip stimulations2022

    • Author(s)
      Zhang Yicheng, Koki Honda, Ayato Kanada, Motoji Yamamoto, Yasutaka Nakashima
    • Organizer
      International Conference on Slips, Trips, and Falls (STF 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] T 字伺歩行中における両足と伺にかかる荷重に基づく動的安定性 (MoS) の評価2022

    • Author(s)
      松永夏己, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2022)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 介助熟練者と初心者における車椅子を押す力と肘関節角度に注目した車椅子操作の特徴解析2021

    • Author(s)
      實松建吾, 柏木昭彦, 山道菜未, 本田功輝, 金田礼人, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      第22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(SI 2021)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] T字杖の使用条件の違いによる杖歩行中の動的安定性評価2021

    • Author(s)
      松永夏己, 張伊城, 本田功輝, 金田礼人, 山村康裕, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      第42回バイオメカニズム学術講演会(SOBIM2021)
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of human standing stabilizing dynamics by experiment of disturbance application using swash plate fall2021

    • Author(s)
      Tsutomu Togoe, Pham Hoang Tung, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • Organizer
      The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics 2021 (AROB 26th 2021)
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Examination of the Impact of Differences in Restraint Conditions and Stimulus Intensity on the Fall Avoidance Strategy During a Slip Fall2020

    • Author(s)
      Yasutaka Nakashima, Taichi Kobayashi, Shintaro Ueki, Motoji Yamamoto
    • Organizer
      International Symposium on Community-centric Systems (CcS 2020)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kinetic Analysis of Pushing Force in Wheelchair Operation by Caregiver2020

    • Author(s)
      Kengo Sanematsu, Hiroyuki Kadomatsu, Motoji Yamamoto, Yasutaka Nakashima
    • Organizer
      International Symposium on Community-centric Systems (CcS 2020)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 車椅子介助における介助者の姿勢の違いによる車椅子操作の力学特性の解析2020

    • Author(s)
      實松建吾, 門松寛幸, 山本元司, 中島康貴
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(ROBOMECH 2020)
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  • [Presentation] 斜板落下式外乱印加装置を用いたヒト立位化システム同定における実験条件の違いが同定システムに及ぼす影響の検討2020

    • Author(s)
      宮本夏帆, Pham Hoang Tung, 戸越勉, 本田功輝, 金田礼人, 中島康貴, 山本元司
    • Organizer
      第21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(SI 2020)
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  • [Presentation] Measurement of Contact Force and Contact Pressure Distribution Applied by Passively Deformable Soft Finger2020

    • Author(s)
      Aoi Makino, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2020)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On a Precise Control for MP Joint of Human Index Finger Using Functional Electrical Stimulation -Basic Characteristics of the Joint Movement-2020

    • Author(s)
      Chen Hua, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2020)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バランスボール座位時の強制動作における腰部周辺の筋活動解析と認知試験評価2020

    • Author(s)
      北村孝寛, 中島康貴, 生野岳志, 山本元司
    • Organizer
      第25回ロボティクスシンポジア
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      2020 Research-status Report

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

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