2018 Fiscal Year Annual Research Report
力触覚代替と動作代行を実現する足部装着型小型インターフェースの開発
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16H06079
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
野崎 貴裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20734479)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | インピーダンス / 動作分解 / 力触覚代替 / 動作代行 / 遠隔操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では小型アクチュエータを搭載した足部インターフェースを開発し、知覚代替および動作代行の人工実現を達成する。これにより、従来は得ることのできなかった義手の力触覚を、健常な身体部位である足部に代替させ、身体機能を補完、力強さと繊細さを兼ね備え、かつ、環境適応性の高い動作を実現する。研究目的を確実に達成するため、本研究では四年間の研究期間を三つの小期間に分割。各期間に小目的を設定し研究を遂行する。また、各分野の専門家である研究協力者らとのディスカッションを適宜実施し、進捗状況や研究開発に関する客観的助言を得る。前年度にあたる平成２９年度は研究計画第二期(H29.4-H30.9)として足部インターフェースのプロトタイプ設計および開発に着手し、特筆すべき成果としては独自の回路トポロジーによってスイッチング損失の少ないインバータの構成を提案することに成功した。本年度は実験によりその有用性を確認するとともに、磁気共振方式による非接触給電の導入を検討した。これによって電力線が不要となることから、使用者のユーザビリティの向上が期待される。また、力制御性能の向上を狙った制御器の設計についても検討を行った。具体的には前回試行時の誤差を次の試行時にフィードバック制御として使用する繰り返し学習制御を応用し、力制御誤差の削減を狙った。さらに、万全を期すため、複数アクチュエータの同時検証やセンサレス制御の導入といった安全策を講じた。これらの検討結果をもとに、最終年度では実機の開発・改善と性能の評価を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
独自の回路トポロジーによってスイッチング損失の少ないインバータ回路を提案し、そのシミュレーションを完了したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では小型アクチュエータを搭載した足部インターフェースを開発し、知覚代替および動作代行の人工実現を達成する。これにより、従来は得ることのでき
なかった義手の力触覚を、健常な身体部位である足部に代替させ、身体機能を補完、力強さと繊細さを兼ね備え、かつ、環境適応性の高い動作を実現する。研究
目的を確実に達成するため、本研究では四年間の研究期間を三つの小期間に分割。各期間に小目的を設定し研究を遂行する。また、各分野の専門家である研究協力者らとのディスカッションを適宜実施し、進捗状況や研究開発に関する客観的助言を得る。平成２９年度は研究計画第二期として小型アクチュエータの開発と、足部インターフェースのプロトタイプ設計および開発に取り組んだ。平成３０年度では、機構設計・外装製作といったハードウェアの開発を完了させ、アクチュエータ部および回路部との統合を行った。これを受け、最終年度ではこれまでに開発した要素技術を統合し、足部インターフェースを完成させたのち、研究協力者である医師や理学療法士の指導と助力を受けながら実証実験を実施し、装置の有用性を確認する。万全を期すため、複数アクチュエータの同時検証やセンサレス制御の導入といった安全策を講じる。また、効率的な研究推進のため、各分野の専門家である研究協力者より、適宜進捗状況や研究開発に関する客観的助言を得る。
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Research Products
(12 results)
