2004 Fiscal Year Annual Research Report
個人への対応に配慮した身体運動の力学的評価と身体運動支援機器の設計
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15300199
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大日方 五郎 名古屋大学, エコトピア科学研究機構, 教授 (50111315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川合 忠雄 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20177637)
長谷 和徳 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10357775)
中山 淳 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70270212)
島田 洋一 秋田大学, 附属病院, 助教授 (90162685)
宮脇 和人 秋田県工業技術センター, 主任研究員
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| Keywords | 身体運動シミュレーション / 車いす / 支援機器設計 / リハビリテーション / 筋骨格モデルの同定 / 福祉機器 |
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| Research Abstract |
製作した計測車椅子を用いて、その駆動トルクから使用者の発生関節トルクを推定し、消費エネルギーや駆動効率などに基づいて使用者の負荷を評価する方法を確立した。また、使用者ごとに発生可能な最大関節トルクを計測した上で、その使用者のハンドリム位置での発生可能な手先の駆動力を算出し、その使用者に適合する車軸、座面の位置、さらには駆動フォームを算出する方法を提案した。これらの研究成果は、個人に適合する車いすを処方するリハビリテーションセンターなどの臨床の場で有効である。
歩行動作、起立・着席動作などをシミュレーションするために、下肢の剛体リンクモデルを個人ごとに定める方法について検討し、それに対応した計測システムを製作した。被験者を用いた実験では、膝関節と股関節の2自由度までの運動方程式中のパラメータを高い精度で同定することに成功した。
すでに成功していた平地歩行のシミュレーションに加えて、段差昇降のシミュレーションが行えるように、感覚系などからの上位指令を模擬した機構をシミュレータに組み入れた。シミュレーション結果を実験値と比較したところ、床反力の変動傾向は一致した。また、転倒のシミュレーションが可能となるように姿勢のフィードバックの影響や神経伝達遅れに配慮した修正を検討した。実験が困難な転倒のシミュレーションが一部可能となり、転倒防止のための対策につなげていく準備が整った。伝達遅れについては、人の伝達遅れに近いもので歩行が可能であることを確認した。
人の身体運動における加齢特性をまとめ、図書として出版した(ハンドブックの分担執筆)。身体運動を支援する機器の設計開発に利用できる。
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