福祉用歩行機能維持・回復訓練装置の知能化に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650310
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 小野 敏郎 大阪府立大学, 工学部, 教授 (20081250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 浩治 大阪府立大学, 工学部, 助手 (00254433) ; 小松 信雄 静岡理工科大学, 理工学部, 講師 (80215392) ; 和田 光代 大阪府立大学, 工学部, 助手 (70201259) ; 井上 久弘 大阪府立大学, 工学部, 講師 (80081248)
• Keywords: 福祉工学 / 歩行機能維持・回復訓練装置 / リハビリテーション / 知能化

Research Abstract

本研究の目的は汎用的なハードウェアをソフトウェアによって個別仕様化する歩行機能維持・回復訓練装置を開発する事である.今年度は次の3つの研究成果を得た.
1 この訓練装置は訓練者の歩行運動中に足踏み板を傾けて足裏の圧力中心の軌道が正常者のパターンになるように調整する.このとき足踏み板の傾斜角度と圧力中心の軌道の変化との関係を捉える必要がある.この関係を実験によるデータを用いて明らかにした.さらに圧力中心の軌道を理想のパターンに近づけるために,足踏み板の傾斜角を決定する方策を提案した.これは今年度の研究計画の中で"訓練運動中における足裏の圧力中心の軌道制御に関する検討"に関する研究成果である.
2 ハードウェアをソフトウェアで訓練者各個人に個別仕様化するためには,各訓練者の歩行運動を何らかの意味で捉える必要がある.この目的のために歩行運動中の足裏の圧力中心の軌道及び床反力を入力とし,そのときの各関節の運動を出力とする歩行モデルをニューラルネットにより生成する研究を行った.実測データを用いて実際に歩行モデルを生成し,充分によい精度で得られることを示した.この歩行モデルを訓練に用いることで身体全体に関して無理なく歩行運動を矯正できる.これは昨年度からの計画である“身体運動の力学モデルの開発"に関する成果である.
3 ハードウェアを個別仕様化するためには,訓練者の過去の訓練歴等の個人情報を装置に入力する必要がある.その媒体としてICカードを用いる.今年度はそれを用いるための基礎的な検討を行った.その結果,2での歩行モデルに関する情報を訓練歴としても充分に対応できることが判った.
来年度は試作システムを組み上げて総合的な実験を行う.