2018 Fiscal Year Annual Research Report
身体・車両・環境の動的インタラクション最適化による上肢フリー移動支援機器の提案
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17H02131
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
二瓶 美里 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20409668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
硯川 潤 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (50571577)
菅原 雄介 東京工業大学, 工学院, 准教授 (60373031)
遠藤 央 日本大学, 工学部, 講師 (50547825)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 移動支援機器 / 操作系 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、身体と車両、環境との動的なインタラクションを最適化することによる上肢フリー移動支援機器の提案・開発を行い、それによる効果検証を行うことを目的とする。
（１）上肢フリーのための一人乗り移動体の開発
前年度開発した下肢操作式ハンズフリーモビリティを用いて、走行評価を行った。走行評価は個人に合わせた初期条件の設定後、被験者による直進、旋回操作、その場回転などを行った。その結果、走破性などについては課題は残るものの、操作者の操作意図に合わせた走行が可能であることを確認できた。
（２）下肢操作システム
モビリティの使用中に歩行機能改善を目的とした足部経路に沿ってペダリング運動を行い、下肢に適切な運動負荷を与えるペダリングシステムの開発を行った。歩行機能改善に有効な足部経路として、立脚期の経路と股関節膝関節の屈曲動作を促す経路を組み合わせた足部の目標経路を設計した。設計した経路通りにペダルを動かすための平面４節機構の探索を行い、設計した足部経路に対し偏差が僅少な中間節曲線を持つ平面４節機構を得た。下肢に適切な運動負荷を与えるために、機構の原動節に必要なトルクを算出する手法を提案した。提案した制御系を適応したペダリング実験によって得られた母指球の軌道とペダル踏力を用いて、筋骨格シミュレータでペダリング運動を再現し、腸骨筋と前脛骨筋の筋発揮力を確認したところ、歩行動作や自転車のペダリングに比べ腸骨筋・前脛骨筋が長期間大きい力を発揮していることが確認できた．
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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
移動支援機器の開発、下肢駆動装置の開発ともに予定通りに進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
移動支援機器の駆動部分および座面部に改善の余地があることから駆動部および座面部の再設計を行うこととする。また、協調学習操作系の評価においては、機械による学習と人の学習が区別できないことから、それらを評価する手法についても検討する。
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