2015 Fiscal Year Research-status Report
下肢障害者歩行支援用インテリジェントロボットの方向意図同定法と運動制御法
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15K16401
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
王 義娜 高知工科大学, 工学部, 助教 (70739367)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 歩行支援ロボット / 運動制御 / 方向意図同定 / 下肢障害者 / ファジイ推論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
擬似下肢障害者を対象として、前腕からの力情報と方向意図の関連性を定量的に解析した、さらに慣性センサを被支援者の腰、膝と頭に装着し、傾き姿勢を測定した。力センサと慣性センサで測定した力情報及び姿勢情報から、被支援者が指定された方向に行こうとする時の方向意図との関連性を定量的に解析し、ファジイ推論の知識ベースを構築した。
擬似下肢障害者を対象として、距離型ファジイ推論法を用いて、力情報から被支援者の方向意図を正確的に同定した、被支援者は歩行支援ロボットに乗り、目標位置へ移動した。また、力情報の個人特性に対応させる知識ベースを加え、同定精度を向上させ、擬似障碍者に対して、有効性も検証した。
擬似下肢障害者の歩行支援システムの運動制御法の開発。下肢障害者からロボットの運動精度を下げる原因となっている、アムレスト下に力センサにより、被支援者からロボットへの作用力を測定、解析し、被支援者から作用力及び摩擦力に対応可能な運動制御法を開発した。さらに、目標軌道の速度と加速度情報を利用して、運動制御法を開発し、運動精度をさらに向上させた。また、さらに慣性センサを被支援者の腰と膝に装着し、傾き姿勢を測定し被支援者の歩行状態の認識方法を考えていた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度の研究の目的に対して、実施計画では大きく分けて①擬似下肢障害者を対象として、力情報及び姿勢と方向意図の関連性の定量解析、②力情報及び姿勢情報から、擬似下肢障害者の方向意図の同定、③被支援者の個体差を解析し、個体差に対応し、ファジイ学習法を導入しての意図同定方法の開発、④被支援者からロボットへの作用力及び摩擦力に対応する、運動制御法の開発、⑤被支援者の歩行状態を測定し、転倒を防止させる運動制御法の開発を実施する予定であった。現時点で①、②と④の課題に対して期待する結果が得られている。③と⑤に関しては、実験プロトコル設定の試行錯誤に時間がかかり、計画通りに実験を実施したが、データ解析が計画より遅れている。よって、評価区分を「やや遅れている」とした。ただし、既にデータ解析の手法を決定し、解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の研究を続けている。まず平成27年度の研究目的に対して、被支援者の個体差を解析し、個体差に対応する、ファジイ学習法を導入する意図同定方法の開発と被支援者の歩行状態を測定し、転倒を防止させる運動制御法の開発を実施している。
また、平成27年度に得られた擬似障害者の方向意図に基づいて、歩行支援ロボット走行するの目標経路・軌道を計画する。開発した方向意図同定方法、目標経路・軌道を計画方法、と運動制御方法により、擬似障碍者下肢障害者の直感に応じて、安全な目標位置へのサポートを実現すること。
最後に、老人ホームや住宅など実環境において、10人の下肢障害者を対象とする実証実験を行い、安全性、操作性等について障害者の評価を受ける。下肢障害者が歩行支援ロボットによる、目標位置まで移動する時、提案した制御法に基づいて、同定した下肢障害者の方向意図へ移動、本研究の運動法と方向意図の同定法の有効性を調べ、より実用的方向に向かって改善を重ねる。
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| Causes of Carryover |
被支援者の歩行状態の測定が遅れたため、当所ジャイロ姿勢センサの購入を予定していたが、H28年度に購入することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
転倒を防止させる運動制御法の開発ために、レンジセンサ、姿勢センサと加速度センサが必要となるため、その購入費用にあてる。その他、国内・国際学会への参加を予定している。
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