脳卒中後の巧緻な上肢運動機能再獲得を支援するリハビリロボットの研究開発
| Project/Area Number |
21KK0066
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
荒田 純平 九州大学, 工学研究院, 教授 (40377586)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
迎 伸孝 九州大学, 大学病院, 助教 (60532843)
DANWATTA SANJAYA・VIPULA・BANDARA 九州大学, 工学研究院, 助教 (70850618)
木口 量夫 九州大学, 工学研究院, 教授 (90269548)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | リハビリテーションロボット / 医用ロボット / ロボット / リハビリテーション |
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| Outline of Research at the Start |
現在、世界中で毎年１３７０万人が脳卒中を発症し、発症後は半数以上が深刻な運動機能障害などの後遺症に悩まされている。従来のリハビリテーションは、療法士の知見・経験に基づく動作・力加減に依存した徒手的訓練が主であった。センサ技術による定量的アプローチに基づく機械的な動力導入によるロボットを用いたリハビリテーションは、その効果をより高めることが期待される。本課題では、このような技術開発に必要な基盤技術を統合し、より発展的な開発の雛形として巧緻な上肢運動機能のためのリハビリテーションロボットを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
上肢運動機能は食事をはじめとする日常生活動作に強く関連し、生活の質（QOL）に直結する。本課題では、患者のQOL向上を目指し、歩行運動などと比して飛躍的に巧緻性の高い上肢運動に対して、ロボット技術を基盤とする新たなニューロリハビリテーション装置開発を目指す。既存の上肢リハビリテーションロボットは、生体信号をトリガにするものは存在せず、本課題ではこれを巧緻な上肢運動機能へと適用する野心的な試みを実践する。本課題では、ニューロリハビリテーションのために上肢運動支援を日常生活動作の枠組みで実現するために、①複合的な運動意図を検知するための生体信号取得・処理技術（センサ技術）、②肩、肘、手首に装着可能でありながら、日常生活動作における運動支援を可能とする小型・軽量な上肢運動支援装置（機構技術）、③これら技術をまとめ装置としてパッケージする技術（統合技術）、④ユーザビリティを考慮しつつ、その効果を定量的に示すための評価技術（評価技術）が必要不可欠であると位置づける。本年度の研究開発として、当初計画に沿って①センサ技術に関する検討、および②気功術に関する検討及び試験的実装について実施した。
①センサ技術として、関連する筋肉とその他動作との関係性を明らかとし、機械学習等の応用で動作意図判別が可能となることが示唆された．加えて，筋電位に慣性計測ユニット（IMU）を組み合わせる手法について基礎試験によりその有効性を確認した。
②機構技術として、手指運動支援装置へ遠隔に動力を伝達するワイヤ駆動を改良し、その有効性を示した。次年度にはさらなる改良を予定する。
③上記の①と②について成果が得られており、今後のパッケージング技術について検討を行うための準備が整いつつある。次年度に実施し、次世代装着型リハビリテーションデバイスの基礎技術とし構築したい。
以上によって、当初計画通りの成果が得られた。
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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
【研究実績の概要】にて示したとおり、①センサ技術、②機構技術、③の基礎検討について当初予定していた内容について成果が得られ、概ね順調に伸展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度においても継続して新型コロナウィルスの影響のため、現地訪問等による交流は出来なかった。しかしながら、既に2023年9月には現地訪問を行い、若手研究者滞在による密な連携の準備を進捗中である。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
