2016 Fiscal Year Research-status Report
着衣の影響を考慮した動作時の関節トルク推定と動作快適性評価への応用
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16K00783
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
堀場 洋輔 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (00345761)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 衣服 / 動作快適性 / 関節トルク / シミュレーション / 感性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は以下2点について実施した。
(1) 筋骨格シミュレータを用いた関節トルクの推定方法の開発
まず，シミュレーションにおいて被験者の身体情報を再現するために，筋骨格モデルの個人対応化を行なった．なお，筋骨格モデルは筋骨格シミュレータOpenSimに収録されている上肢のモデルを使用した．次に，シミュレーションにおいて，実験動作を再現するために，加速度センサを装着し屈曲動作を計測した．得られた角速度データを積分することで屈曲角度を算出した．そして，屈曲角度をモーションファイルとしてシミュレータに読み込み，実験動作をモデル上で再現した．さらに，動作中に被服から受ける拘束力を定式化するために，動作により生じる被服の変形を3次元計測装置ARAMISにより計測した．また，KES試験機によって試料の伸長特性を計測した．以上の計測結果を組み合わせることで，動作時に発生する試料の拘束力を推定した．そして，推定した拘束力の大きさ・方向と拘束力の発生する位置をシミュレータに定義することで着衣状態をモデル上で再現する方法を開発した．
(2) 着衣実験による関節トルクの推定および感性評価
上記(1)の方法を用いて，実際に関節トルクの推定と感性評価を行なった．まず，各試料を着用した際に発揮された関節トルクの大小を調査したところ．トルク最大値，平均値，最大値（差分），平均値（差分）のいずれも，拘束力の強い試料ほど，動作時に発揮される関節トルクが大きいことが確認された．次に，関節トルクと動作快適性の関係を調査したところ，関節トルクと動作快適性の評点の間には相関関係が見られ，特にトルク最大値（差分），トルク平均値（差分）においては，“伸びやすさ”，“動かしやすさ”との間には強い負の相関関係見られ，“拘束力の強さ”との間には強い正の相関関係が見られた．
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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
28年度の当初の計画では一般的な着衣（ある程度のゆとりを有する着衣）を対象に実験を行なう予定であったが，方法論の確立を優先したために，ゆとりが極めて少ない特殊な着衣での実施となった．ただし，その点を除けば研究はほぼ計画書に沿った進行となっており，動作快適性評価における関節トルクの有用性と，推定方法はほぼ確立された．以上のことから，現在までの進捗状況は，計画書を大きく超えて進展するものではないものの，おおむね順調に進展しているものと判断している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策についても，基本的には当初の計画に沿う形で，数値解析を用いた着衣からの拘束力の推定方法の確立と，動作快適性に関する感性評価を実施する予定である．なお，研究計画の段階で懸念材料となっていた実験試料の各種情報（型紙データや材料物性など）については実験協力者から入手できる算段がついたため，試料のリバースエンジニアリングに要する時間は省略される見込みとなった．
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