2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Upper Limb Prosthetic Socket with Dynamic Inner-socket Body Surface hyogrothermal control
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16K01568
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
大西 謙吾 東京電機大学, 理工学部, 教授 (70336254)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 義肢 / ソケット / 義手 / 生体信号計測 / 体表面温度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，義手の装着快適性を向上するため，ソケット内温度を動的に制御しうるセンサネットワーク，温冷却器，感覚情報提示器，そしてコントローラからなる義手ソケットシステムの提案を目的とする．上肢切断者の義手の使用率の低さの原因として，装着の不快さ，動作する関節の少なさに伴う体幹に近い関節での代償動作の負担や応答の不安定さからくる煩わしさがある．本研究では先行研究で調査したソケットと前腕の温湿度，接触圧，血流の関係の調査結果を参考に，快適性の優れた義手のソケット設計法を提案する．操作用・温湿度センサ等，温冷却器，温度感覚情報提示器を統合する電動義手用コントローラを構築し，快適性，操作性，作業性を備えた多自由度電動義手システムの開発を目指した．
義手ソケット内の温度上昇による生理学的問題を解決するために，ソケット内温度上昇抑制システムの構築を行い，前腕を模擬した人工の熱源モデルを用いて実験を行った．義手部品のバス・ネットワーク・コントローラに，ソケット内温度センサ信号から快適性指標PMV値を逐次算出し，ファンの回転数制御を行うソケット温度制御系を構築した．このシステムにファジィ制御アルゴリズムを搭載することで，より人間の感覚に近い温度制御システムとした．模擬義手ソケットを設計・製作し，熱源モデルに装着し，システムの温度上昇抑制効果を実験により検証した．結果，ソケット内空気温度および快適性指標PMV値が向上し，ファンによる温度抑制が確認できた．さらに，最適温度を導出するアルゴリズムを追加し，快適値に近づくシステムを構築した．結果，快適性指標PMV値が改善前と比べ推奨値に近づき，システムの有効で性を示した．
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Research Products
(3 results)
