2018 Fiscal Year Annual Research Report
Gait assist robot to stabilize walking by rhythmic input to upper limb motion
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16K12950
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
三宅 美博 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20219752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 健一朗 東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (90612656)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 歩行アシスト / 介助ロボット / 歩行リズム / 肢間協調 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の歩行アシストロボットは、下肢（脚運動）に直接的に駆動力を加えるため、歩行の不自然さやトラブル時の転倒危険性の問題が指摘されてきた。そこで本研究では上肢運動（腕振り）リズムを介して間接的に下肢運動（歩行）リズムを安定化させることで、転倒危険性の低い安全な歩行アシストロボットを世界で初めて開発した。つまり、上肢と下肢のリズム相互同調のなかで、上肢運動リズムの制御を介して歩行の全身体的な安定化を誘導するものである。具体的には、上肢（腕）と下肢（脚）がＣＰＧ神経系を介して相互作用することに注目し、上肢運動リズムへの介入から下肢運動リズムに間接的に影響を与えることで、歩行運動の全身体的な動的安定化を実現できる歩行アシストロボットの開発をめざした。
平成２９年度までに、上肢と下肢のリズム同調によって生成された歩行運動の動的安定性を評価する手法の開発を完了させた。具体的には、腰部や足首に装着された加速度センサを用いて算出される歩行時の腰軌道や足首軌道の時系列データに注目し、この軌道の幾何学的特徴や動的システムとしての時間的相関に基づいて、安定性を定量的に評価する方法であった。さらに歩行アシストロボットをパーキンソン病の加速歩行やすくみ足に適用し、上記の評価手法を適用することで、上肢運動リズムを介して間接的に下肢運動リズムを安定化させる歩行アシストロボットの臨床評価も開始できた。
これら成果を踏まえて、平成３０年度は、前年度になされた歩行障害への適用とその有効性評価に継続して取り組んだ。特に、臨床評価における信頼性を担保することを目的として、パーキンソン病の患者数を平成２９年度の１２例から３０例に増加させることに成功した。その結果、提案する歩行アシストロボットの臨床的有効性を実証することができた。
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[Journal Article] Gait-assist wearable robot using interactive rhythmic stimulation to upper limbs2019
Author(s)
Yap, M.S.R., Ogawa, K., Nagashima, T., Hirobe, Y., Seki, M., Nakayama, M., Ichiryu, K., Miyake, Y.
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Journal Title
Frontiers in Robotics and AI
Volume: Vol.6
Pages: 1-11
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] A gait evaluation of patients with Parkinson’s disease with inertial measurement units2019
Author(s)
Ono, Y., Ora, H., Hori, K., Hashiguchi, H., Mao Y., Sawada, H., Inaba, A., Orimo, S., Miyake, M.
Organizer
The 14th International Conference on Alzheimer's and Parkinson's Diseases (AD/PD2019)
Int'l Joint Research
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