2017 Fiscal Year Research-status Report

マルチモーダル入力と直感的フィードバックを有する実用安全指向型軽量肩義手システム

Research Project

Project/Area Number	16K01537
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	関根雅千葉大学, フロンティア医工学センター, 技術職員 (70769182)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	肩義手 / 空気圧人工筋肉 / マルチモーダル入力 / 力覚フィードバック / ソフトアクチュエータ / バックドライバビリティ
Outline of Annual Research Achievements	・義手把持力(握力)に比例した力で健常腕側手首を締め付けるためのウォッチバンドタイプのデバイスを試作した。これにより義手が使用者の手首を握るイメージができ、義手の対象物把持に合わせて同じようにバンドにより手首が握られれば、義手の握力レベルを使用者に直感的にフィードバックできる。このバンドは空気圧で駆動し、エラストマ製の柔軟アクチュエータである。圧縮空気およびエラストマによる固有粘弾・柔軟性は安全性向上に寄与でき、ウエアラブルデバイスにおいて重要である。またこのエラストマ製アクチュエータは３Ｄプリンティングにより一体型として造形した。これにより、構造のシンプル化・軽量化に寄与することができる。基本的には、「握られる」イメージを連想させるためにアクチュエータ（バンド）の形状は示指と母指を参考にデザインしている。また内部は空気室を連結させた構造になっており、空気圧をかけることでバンド全体がアコーディオンのように湾曲し、手首に巻き付く形状と成り得る。このアクチュエータの動作実験により十分な手首への巻き付け動作も確認した。・前年設計したマルチモーダル入力システムのレイアウトの改良を行い、プロトタイプを製作した。5自由度肩義手のコントロールのために、筋電センサを大胸筋皮膚表面、加速度センサを頭部及び左右の足指部、そして力センサを左足母指に配置した。義手及び当該入力システムを用いた動作実験により、動作時間がかかったものの日常生活動作の一つ（ドリンク動作）を行うことができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究課題内の大きなテーマである、マルチモーダル入力のための操作システム及び直感的な把持力フィードバックのためのソフトアクチュエータ型ウオッチバンドを試作した。さらに動作実験も行うことができ、おおむね順調に進展しているといえる。
Strategy for Future Research Activity	・マルチモーダル入力のための操作システム及び直感的な把持力フィードバックのためのソフトアクチュエータ型ウオッチバンドの作り込み(最適化)を行う。・実装システムの改良を行う。
Causes of Carryover	成果発表のための英文ジャーナル紙への投稿・掲載金額を見込んでいたが、投稿済みではあるものの未だ査読中であり未採択となっているため次年度使用額が生じた。また計画していたマルチモーダル入力システム及び直感的力覚フィードバックデバイスの試作・実験において一部実施していないものがあり、それに応じて部材等を購入しなかったため未使用額が生じている。今後の計画としては、ジャーナル掲載分については採択時に、また当該部材等を購入する際に使用する予定である。