| 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 2023)
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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 |
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センサ技術、②機構技術、③統合技術、④評価技術について、研究開発を行っている。当該年度の研究開発として、以下に各項目における状況を示す。
①センサ技術として、手指及び前腕動作に関する、関連する筋肉とその他動作との干渉についてマトリクスから一定の関係性を明らかとし、機械学習によって動作意図判別が可能であることが分かった。さらに、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開発し、有効性を明らかとした。
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ためのワイヤ駆動に関して、ワイヤの多重巻きを予防する機構を考案し、試作機によって大幅に従来の位置制御低下を抑制することを示した。さらに、肘関節を運動支援する機構について、小型・軽量（190g）で実装し、その有効性を機械的試験によって示した。
③上記①と②の成果を統合する手法として、制御システムの構築を進捗している。具体的には、上記②の運動支援機構へ遠隔に動力伝達を行うシステムについて、専門的な知識を要せずとも安全に使用できるパッケージ技術を開発中である。当該装置はタッチパネルと駆動ユニットを内包しており、高いユーザビリティのもと、装置駆動が可能となる見込みである。また、取得する信号情報についても画面に提示し、視覚的にフィードバックを行う事でリハビリテーションの効果を高める効果も期待される。
④ユーザビリティ評価手法については、パートナー機関であるチューリッヒ工科大学が高い実績を有しているため、同様の手法を当該開発装置に適用し、進捗することが確認された。そのため、次年度には若手研究者が現地滞在（のべ９ヶ月／人を予定）し、研究課題の進捗する。
以上によって、概ね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統合技術、④評価技術、のそれぞれについて当初計画に沿って進捗しており、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年度中までは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が、当該年度9月に現地訪問を行い、研究打ち合わせを行い、次年度については若手研究者滞在によるさらに密な連携が実現できる見込みである。
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