短下肢装具型ロボットの立位外乱応答を補完する装具支柱剛性最適化に関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K21456
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 小山 総市朗 藤田保健衛生大学, 医療科学部, 助教 (90754705)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 姿勢制御 / ロボット / ハイブリッ ド / 短下肢装具 / 立位外乱応答

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，立位時の予期しない外乱に対する姿勢応答と装具支柱剛性との関係性検討を基に，短下肢装具型ロボットにおける剛性最適値を明らかにすることである．
平成28年度は，計測および解析項目の決定と実験プログラムの作成を行った．具体的には外部制御可能な床反力計内蔵トレッドミル，三次元動作解析装置，表面筋電計を用いて，同期計測システムの構築並びに計測プログラムを作成した．実験手順は，１)対象者の両側下肢に短下肢装具を装着し，床反力内蔵トレッドミル上で静止立位を取る.２)視線は前方を注視させトレッドミルのベルトを急激に動かす (外乱刺激).３）外乱刺激から静止立位が再び安定するまでの姿勢変化を運動学的・運動力学的に計測するとした．ヒトを対象とした実験を行う前に，作成プログラムを用いて床反力計内蔵トレッドミル上に20kgの重錘設置し，外乱刺激時の重心移動を計測した．その結果，作成プログラムによってデータの同期集録が可能となった．さらに，得られたデータは外乱刺激方向に関わらず重心移動軌跡が確認できた．本結果によって床反力計内蔵トレッドミルを用いた外乱刺激計測システムが作成できた．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度の研究実施計画では，実験環境の構築として計測および解析項目の決定と実験プログラムの作成を行う予定であり，おおむね予定通り完了した．その結果，外部制御可能な床反力計内蔵トレッドミルを用いた外乱刺激計測システムが提案できた．この提案システムを用いて29年度に予定していた十分に高い剛性を持つ短下肢装具を用いて，独立変数を足関節固定の有無とすることで， 足関節固定が外乱に対する立位姿勢応答に与える影響を検討する事が実施可能となった．

Strategy for Future Research Activity

平成28年度の研究において，実験環境の構築として計測および解析項目の決定と実験プログラムの作成が達成され，外部制御可能な床反力計内蔵トレッドミルを用いた外乱刺激計測システムを確立したことから，当初の計画で29年度に実施予定であった，十分に高い剛性を持つ短下肢装具を用いて，独立変数を足関節固定の有無とすることで， 足関節固定が外乱に対する立位姿勢応答に与える影響を検討する予定である．