The optimization of the function of motion assist devices based on human adaptability
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21H04898
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
村木 里志 九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (70300473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
YEOH WEN・LIANG 佐賀大学, 理工学部, 助教 (10898092)
福田 修 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20357891)
森永 浩介 広島国際大学, 総合リハビリテーション学部, 助教 (40734760)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥36,790,000 (Direct Cost: ¥28,300,000、Indirect Cost: ¥8,490,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
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| Keywords | 人間工学 / テクノロジー / 筋活動 / 身体拡張 |
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| Outline of Research at the Start |
人間の身体動作を外力によってアシストする機器（以下、動作アシスト）の普及が期待されています。その普及を加速するためには、人間にとって受け入れやすく、動作を習得・学習しやすいアシスト機能の条件を明確にする必要があります。本研究では成果転用性が高い肘関節屈曲による重量物持ち上げ動作を対象にし、①「負担軽減」と「動作精度」の両立、②事前情報提示、③運動学習の観点から望ましいアシスト条件を検討します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間の身体動作を外力によってアシストする機器（以下、動作アシスト）の普及が期待されている。本研究課題は人間側の運動の制御の仕組みとその適応能に着目し、人間にとって受け入れやすく、動作を習得・学習しやすいアシスト機能について条件を明確にすることを目的としている。なぜなら、身体動作の拡張には機器（マシン）側と人間側が相補的に協働できる関係を構築することが大事だからである。
二年目（令和４年度）は初年度（令和３年度）に製作した実験用アシスト機器の実際に被験者を用いた実験に適用できるよう様々な拡張を行った（肘関節角度情報をフィードバックさせることによるアシスト力の制御、動作の精度を検証するための各種機器との連携やプログラムの製作、アシストが適切に働き円滑で快適に動作ができるよう身体接触部の改良など）。
そして拡張した装置を用いて、インピーダンス制御およびトルク制御それぞれに必要な各種パラメーターに加え、運動負荷、アシスト力（運動負荷に対する割合）、関節角度範囲、関節角速度、求める動作精度などの各要因を予備実験によって検討した。この際、筋電図、関節角度動態、主観評価などの結果も参考にした。最終的に特定の条件に絞り込み、実験を実施した。三年目にその成果を報告する予定である。
従来、等尺性筋収縮を対象に研究を進めてきたが、機器の製作・工夫によって等張性（短縮性）筋収縮の実験が可能になり、またそれが遂行できた。動作アシストの様々なパラメーターが調節でき、かつ人間側の筋活動や動作精度が検証できる仕組みは我々が知る限り世界初めてである。
その他、海外研究者との研究連携、動作アシストの論文執筆などを進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画していた内容はほぼ進んでおり、また次年度以降に行う予定の研究に対して、現在の動作アシスト装置でも実施可能な見通しがついているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
製作した動作アシスト装置は色々な調整が行え、３年目以降に予定している研究にも十分活用できる性能を有しており、今後の研究は装置の製作に要する時間を減らすことができ、多くの実験ができると考えている。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
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[Book] 人間の許容・適応限界事典2022
Author(s)
村木 里志、長谷川 博、小川 景子（編集）
Total Pages
820
Publisher
朝倉書店
ISBN
9784254102963
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