Gait assist robot to stabilize walking by rhythmic input to upper limb motion

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K12950
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Rehabilitation science/Welfare engineering
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Miyake Yoshihiro 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20219752)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 健一朗 東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (90612656)
• Research Collaborator: Seki Masatoshi 菊池製作所, ものづくりメカトロ研究所 ; Orimo Satoshi 関東中央病院, 神経内科, 部長 ; Wada Yoshiaki 日産玉川病院, 副院長
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 歩行アシスト / 介助ロボット / 歩行リズム / 肢間協調

Outline of Final Research Achievements

Conventional gait assist robots directly drive power to the lower limbs (leg motions), so problems with unnatural walking and falling have been pointed out. Therefore, in this research, we studied a new mechanism to indirectly stabilize the lower limbs (walking) through the input to the upper limb (arm swing), and firstly developed a safe gait assist robot with a low risk of falling based on it. Our method uses systemic stabilization of gait through control of upper limbs in CPG-mediated rhythmic synchronization between upper and lower limbs.

Free Research Field

ヒューマンロボットインタラクション

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の歩行アシストロボットはアクチュエータで下肢運動を直接駆動する方法が採用されてきた。しかし、歩行時に下肢を直接駆動するため歩行が不自然かつ不安定になり、しかも、トラブル発生時には転倒を誘発するため安全面に大きい課題が残されていた。そこで本研究は上肢運動リズムに介入することで、下肢運動リズムが自発的に同調し、歩行の全身体的な安定化を実現する新しい歩行アシスト技術を開発した。このように四肢の神経結合を考慮した歩行アシスト技術は本研究が世界で初めてである。