2017 Fiscal Year Research-status Report
空気圧人工筋肉を用いたウェアラブル体重免荷アタッチメントデバイスの開発
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16K01557
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
齋藤 直樹 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (60315645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 俊之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40315635)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 空気圧 / 人工筋肉 / 体重免荷 / 歩行支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体重免荷システムの動作性能評価と小型化を考慮したハードウェア整備を行った．
動作性能評価として，歩行中の腰の動きと床反力，および免荷のためにシステムと人体が接触するサドル装具にかかる負荷を計測して，歩行動作中のこれらの結果について考察した．その結果，通常歩行に比べて特に歩行動作を妨げているような要因は確認されず，かつほぼ目標値通りに床反力が低減していることが確認された．歩行動作への目立った遅れも見られなかった．ただし，ラバーレス人工筋肉を力フィードバック制御しているため，若干の遅れは生じる．これについては空気圧の柔らかさにより，歩行者に過度の負荷を与えずに歩行動作が進められていることが確認できた．膝関節への負担については，下肢筋電位を計測することで検討を行った．その結果，複数の下肢筋において，通常歩行に比べて筋活動の低減がみられ，膝関節周りに生じると考えられる負荷が減少していると考えられる．この結果からも良好な体重免荷が実現できているものといえる．
つぎに小型化を中心としたハードウェア整備については，まず，アクチュエータとして採用しているラバーレス人工筋肉の負荷耐久性の向上を目指して，両端かしめ部の改良を行った．この改良により耐久性は向上しているが，伸縮回数等を含むより詳細な評価を今後進めていく．この他に，小型化を実現するための機構を検討している段階である．今後試作を行い，動作確認を行うとともに歩行動作試験につなげることを検討している．
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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
昨年度までは，体重免荷システムの基本的な実験システムを構築し，ラバーレス人工筋肉の利用および制御方法などを検討して，歩行動作中に体重免荷を実現することが目的であった．このなかで，ラバーレス人工筋肉の出力や，制御方法について，目的とする体重免荷を実現できるレベルに到達してきたと考えている．
また，小型化に向けた出力設計も完了し，試作を進めている段階であるため，試作機の完成にあわせてこれまで検討してきたラバーレス人工筋肉の制御方法を適用することで，目的とする小型体重免荷システムの実現の可能性について考察することは可能であると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，小型化を考慮した体重免荷システムの試作を進める．
この試作機による歩行支援評価も行うが，基本的には，これまでで確立してきた歩行支援中の体の動作，床反力，システムと歩行者が接触するサドル面反力，下肢筋電位のそれぞれを合わせた総合評価を基本とする．これにより体重免荷効果だけでなく，快適な歩行支援の観点での評価について検討を進めていく予定である．
また，装置の即応性や簡易性を考慮した制御方法についても検討する．
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| Causes of Carryover |
体重免荷システムの小型化のための試作費として部材や機械部品等の購入を計画していたが，この点について当初計画より少ない金額で収まった．
次年度も小型体重免荷システムの試作を継続するので，その試作費として機械部品等の購入に充てる予定である．
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Research Products
(5 results)
