| Project/Area Number |
20K20494
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Studies on the Super-Aging Society
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 敏明 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (40248670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 士雄 北海道科学大学, 保健医療学部, 准教授 (40760260)
小舘 尚文 北海道大学, 公共政策学連携研究部, センター研究員 (50396694)
三浦 貴大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80637075)
渡邉 高志 東北大学, 医工学研究科, 教授 (90250696)
白銀 暁 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (90404764)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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| Keywords | パーソナルモビリティ / アシストロボット / 移動支援機器 / 注意喚起システム / 福祉工学 / リハビリテーション科学 / パーソナルモビリティー / 高齢者・障害者 / ロボットセラピー / 高齢者 / リハビリテーション / 移動支援 |
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| Outline of Research at the Start |
ロボット技術を、高齢者支援の現場で有益・効率的に用いるには，高齢者個々人に適応するオーダーメイド型の移動支援機器に関する技術開発が必要である．本研究は，個々の高齢者の日常生活状況に合わせた持続的・段階的リハビリテーションを安全に行うため，ヒトとロボットの同期的感覚フィードバックを導入の上でパーソナルモビリティとロボットスーツを融合した外骨格ロボット型パーソナルモビリティの開発研究・評価を目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢者の継続的な自立生活の実現のため，身体機能を支援するパーソナルモビリティ(PM)
およびアシストロボットの開発が盛んである．しかし，支援機能調整の容易化と個々人の高齢者の自立支援の促進を両立できる技術はこれまで存在しなかった．そこで本研究の目的を，個々の高齢者の日常生活状況に合わせた持続的・段階的リハビリテーションを安全に行うため，ヒトとロボットの同期的感覚フィードバックを導入の上でパーソナルモビリティとロボットスーツを融合した外骨格ロボット型パーソナルモビリティの開発研究・評価をとする．
本年度（2023年度）は、①立ち上がり座り等トランスファー支援を含む車椅子・パーソナルモビリティ、②歩行器様アシストロボット、③歩行様アシストロボット（ロボットスーツ）の3支援機器に関して、外部制御を可能とし、iPadを使用した外部制御を可能とし、IMUによるヒトと支援機器との同期的な動作を計測分析し、ヒトと支援機器の動きにズレが生じた場合、振動、音声ガイドで注意喚起を可能し、外部制御も可能とした。特に、パーソナルモビリティに関しては健常被験者数名に関して高齢者体験グッズを使用することにより高齢者をイメージした制御が可能か検証実験を実施した。結果として、関節運動のズレを感知し、注意喚起を実施し、かつ、外部制御として支援機器の動きをオフすることに成功した。また、関節運動のデータおよび注意喚起を実施した時間などはクラウド保管可能とした。ここで、注意喚起を促す振動、音声ガイドはズレを計測した後、0.5～1秒の遅れて注意喚起をヒトへ提示可能であった。さらに、心拍数計測センサを耳垂付近に設置しリアルタイムで計測し、個人ごとの心拍数のリスク管理値によって音声ガイドを可能とし、外部制御も可能とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
外部制御に関して、その部品調達および昨年度と同じく、新型コロナウイルス感染症対策対応のため被験者を依頼することが困難なため、パーソナルモビリティおよびアシストロボットを用いた実験は、当面、健常人を被験者として高齢者体験グッズを用い計測データ等を収集分析を実施した。また、先行研究データおよび文献的調査を精査した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、遅れている歩行支援としてのロボットスーツに関して外部制御を可能とし、その効果検証を患者データにより実施する。特に、足底部における足底圧変化を無線式圧センサでセンシングおよび経時的モニタリングを構築し、動的運動である歩行時，ヒトの足底部における足底圧変化は重心移動との関連性が有り転倒を防止する荷重圧変化を現状のＩＭＵ計測と同期し、かつ注意喚起システムに連動する。構築したシステムは、引き続き病院および社会福祉施設でのリハビリテーションとして用いるため，協力機関において，本システムの有効性を検討する．具体的には，昨年度に実施したヒトとRPMの本システムデータから，典型的な患者例のリハビリテーションの進捗状況と経時的比較検証を行い，本システムがより有効であり効率的なリハビリテーションを支援しうるかを検証する．万が一、感染症対策のため患者および高齢者の実験参加が不可能な場合、患者および高齢者のシミュレーション用具等を用いて可能な限り多様な重症度での検証を実施する。
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