Joint Impedance Training Method Based on EMG-controlled Exoskeleton Robot and Electrical Stimulation

• Project/Area Number: 23K27932
• Project/Area Number (Other): 23H03242 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 島 圭介 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (50649754)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島谷 康司 県立広島大学, 保健福祉学部(三原キャンパス), 教授 (00433384) ; 坂田 茉実 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(助教) (50962263)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2026: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2024: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 機能的電気刺激 / 外骨格ロボット / 筋電位 / 関節インピーダンス

Outline of Research at the Start

ヒトの自然な運動には，複数筋の随意的・協調的な収縮制御能力の獲得が必要不可欠である．ただし患者は随意的な筋収縮が困難であったり，適切な筋協調収縮技術を理解・再現できず，運動を実施できない場合がある．本研究の目的は多チャネル筋電位に基づく動作推定と電気刺激型筋収縮制御による関節運動の相互伝達技術を拡張し，運動に伴う関節インピーダンス状態の訓練法を確立するとともに，外骨格ロボットの制御と組み合わせた効率的なリハビリテーションを実現することである．「ヒトの自然な関節運動を実現する筋収縮制御能力と関節インピーダンスの制御能力をいかにして効率的に学習し得るか」という極めて挑戦的な学術的問いを対象とする．