Wearable robotic training that harmonizes with human dynamics and maximizes training effectiveness

• Project/Area Number: 25K14762
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 宮嵜 哲郎 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (60734481)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: トレーニング / 装着型ロボット / 人機械調和型協調制御系 / 人の力覚応答モデル / 訓練効果最大化

Outline of Research at the Start

本研究では上肢・下肢の周期運動を対象として，ロボットの駆動系を小規模化する駆動・推定モード切替を実装し，さらにロボットの動作に対する人の過渡応答・定常応答を実験計測し機械学習により力覚応答モデルを与えることで，人・機械系全体が調和して訓練効果（運動の精度，筋活動量など）を最大化するトレーニングを提案する．人とロボットを内包する協調制御系全体の入出力関係を陽に定式化し，リアルタイムに訓練効果を評価して，人モデルと制御器を更新する．これにより，運動者個々の需要にロボットの駆動力を最適に調整したオーダーメイドトレーニングを実現し，高齢者の健康増進とアスリートの競技能力向上に貢献できる．