2016 Fiscal Year Research-status Report
スポーツトレーニングのための腕部装着型訓練装置の開発
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15K01552
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
横田 和隆 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80241842)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北野 雄大 山梨大学, 総合研究部, 助教 (30754600)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 身体運動計測 / 教示訓練 / 手関節運動 / ジャミング転移 / パラレル・リンク機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，1) 装着型手関節訓練装置による教示訓練の評価，2) 訓練装置の改善点の検討と設計に取り組んだ。
訓練装置は，パラレルリンク構造を採用した装着型となっており，各関節に対応した専用の装具と組み合わせることで関節に回転と並進の運動を与えることが可能である。前年度までに開発した訓練装置に対して，新たに力センサを付加して訓練時に手関節に加わる力の計測を可能として，手関節の掌・背屈動作のリハビリ訓練を想定した実験を行った。
本訓練装置は，利用者の動作を計測してマスターデータ（目標動作）を作成するための計測装置と，利用者に対して直接的な訓練を実施する訓練装置の二つの装置から構成される。計測装置はワイヤ式リニアエンコーダにより，訓練装置はシャフトモータによりパラレルリンクを構成している。この構造により，一関節に対する関節運動のほぼすべてを計測・訓練することが可能である。訓練装置は計測データに基づいてシャフトモータを駆動することで，関節に計測時と同様の動作を再現する。また，訓練時にはWebカメラを用いてマーカの動きを計測して，実際の関節の動作を観測する。
本年度は，計測装置に力センサを装着して，リハビリ訓練を想定して理学療法士が患者の手関節のリハビリ訓練を行う際に手関節に作用する力の測定を行った。リニアエンコーダで得られる手関節の掌・背屈運動と力の測定を同時に行って，訓練装置の動作に反映すべきリハビリ訓練のマスターデータを作成した。比較のために，健常者が能動的に掌・背屈運動を行う際の位置と力の計測も行った。
被験者に対して訓練装置によるリハビリ訓練の実証実験を行い，以下のことを確認した。1) 本訓練装置によって，マスタデータに沿った受動訓練が行われていること。2) 能動的な動作の計測と受動的な訓練の動作データとの比較から，両者において関節部の運動に差異があること。
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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
本研究では，1) 腕部全体の動作の同時計測，2) ジャミング転移現象を利用した装着機構の開発，3) 装着型手関節訓練装置の開発，4) 腕部全体に対応した教示訓練手法の検討，5) 腕部全体に対応した教示訓練装置の開発に取り組むことを計画している。このうち本年度は3)について研究を進め，2)については前年度にその有効性を確認している。以上のように，全体として順調に研究は進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
全体として当初の計画にもとづいて研究を進める予定である。H29年度はH27～28年度に基づいて，（１）訓練装置の改良を行うこと，（２）受動的な動作と能動的な動作の差を勘案したマスターデータの作成手法と装置の制御手法について開発すること，（３）肘部と手関節部の同時訓練を行うことを計画している。
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Research Products
(2 results)
