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疲労による変化に着目した歩行車使用データの分析とブレーキアシストへの応用

Research Project

Project/Area Number 20K12765
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 InstitutionShimane University

Principal Investigator

廣冨 哲也  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (70379692)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords歩行車 / 疲労 / ブレーキアシスト
Outline of Research at the Start

歩行機能の低下した高齢者は、屋内外での自立した移動を補助する支援機器として歩行車を使用する。しかし、比較的短時間に疲労が蓄積し、歩行車の使い方に変化が生じる。そのため、転倒を防止するためには、疲労による使い方の変化を考慮したブレーキアシストが必要となる。本研究では、歩行動作そのものではなく、「歩行車と使用者の距離」および「歩行速度」により歩行車の使い方をモデル化し、適応的にブレーキを制御することを提案する。

Outline of Annual Research Achievements

前年度の問題点をふまえ、健常者8名(平均年齢22.3歳、標準偏差0.9)を対象とし、歩行車を使用して平坦な直線26mを歩行する時のデータを計測・分析した。通常時と疲労時のそれぞれにおいて、歩行のみを行う場合と二重課題として減算を行いながら歩行を行う場合について比較した。歩容の乱れを表す指標として、ストライド時間変動に着目した。疲労時に二重課題を課すと、通常時に比べてストライド時間変動が大きくなり、より歩容が乱れることがわかった。
また、歩容の乱れに対し、歩行車による物理的な補助に加えて、メトロノームの音を認知的な補助である Rhythmic Auditory Cueing (RAC) として使用することを検討した。歩行車を使用した歩行の90%、100%、110%のリズムのメトロノームの音を流しながら再度歩行を行った場合の、ケイデンス、ステップ長、歩行速度を計測した。健常者8名のデータでは、いずれの場合でもケイデンスとメトロノームのリズムの差が十分に小さいことが確認できた。しかし、RACと移動補助具なしの歩行に関する先行研究で報告されているようなステップ長の変化はみられず、歩行速度の変化は小さかった。これは、足の動きが歩行車のフレームにより制限されたことが原因だと考えられる。歩行車を使用した歩行において、ステップ長と歩行速度に対するRACの効果は限定的であるが、ケイデンスを一定に保ち、歩容の乱れを軽減できる可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

予備実験をやり直し、歩行動作の計測・分析についての改善を優先したため。

Strategy for Future Research Activity

高齢者を対象としたデータ計測・分析を実施し、RACの適用可能性についても検討する。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Effects of Rhythmic Auditory Cueing on Gait with a Rollator2024

    • Author(s)
      Ryuto Fujihara and Tetsuya Hirotomi
    • Journal Title

      Proc. of the 12th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2024

      Volume: - Pages: 276-281

    • DOI

      10.12792/iciae2024.046

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] User-Adaptive Brake Assist System for Rolling Walkers2021

    • Author(s)
      Tetsuya Hirotomi
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 33 Issue: 4 Pages: 911-918

    • DOI

      10.20965/jrm.2021.p0911

    • NAID

      130008076392

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • Year and Date
      2021-08-20
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Study on How Fatigue Affects Gait of Older Adult Rolling Walker Users2021

    • Author(s)
      Lim Jo Yee Sharmaine, Hirotomi Tetsuya
    • Journal Title

      Proc. of HCI International 2021 - Posters

      Volume: 1419 Pages: 289-297

    • DOI

      10.1007/978-3-030-78635-9_39

    • ISBN
      9783030786342, 9783030786359
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 身体的疲労による歩行車使用時の歩行特性の変化に関する予備的研究2020

    • Author(s)
      廣冨哲也
    • Organizer
      電気学会制御研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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