2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of assistive walking devices which change the motions with user's body conditions and volition.
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17K01551
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Research Institution | Hirosaki University |
Principal Investigator |
長井 力 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80401777)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐川 貢一 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30272016)
大日方 五郎 中部大学, 工学部, 教授 (50111315)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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Keywords | 歩行補助装置 / リハビリテーション / 支援ロボティクス / 身体状態推定 / CPGコントローラ / 疲労推定 / 福祉・介護用ロボット / 運動学習 |
Outline of Annual Research Achievements |
パワーアシスト装置の改良及び制御方法の検討を行い,使用上の問題点と構造の改善を行った.パワーアシスト装置の骨格構造及び駆動装置の改良を行い,制御装置と合わせてシステムを構築した.健常者による歩行実験を行い,構造上の不具合の改善及びコントローラの確認を行った.その結果,一定の改善が確認された.現在更なる改良の為,骨格構造及びコントローラの最適化を行っている.装置の制御に必要なCPGコントローラについては,設計をシミュレーション上で行いアシストに最適な制御パラメータの探索を引き続き行っている.CPGコントローラの外部操作については,昨年度成功した手法を改良したより最適な操作手法の検討を引き続き行っている. 改良したパワーアシスト装置にコントローラを実装し,健常者による歩行実験を行っている.実験ではデータの蓄積及び解析を行っている.パワーアシスト装置装着者の状態評価手法の検討については,軌道追従実験による使用者の操作特性の解析を行い使用者モデルの同定を試みている.装置使用時に装着者の疲労等の状態を評価する手法について,運動中の筋電信号を用いて評価する手法の検討を行った.また,使用者とアシスト装置のインタラクションを利用し,使用者の状態推定及び装置へのフィードバックに使用可能か検討を行った. パワーアシスト装置装着者の状態評価手法に関連した歩行解析実験の結果及び人間の軌道追従特性の実験結果についてまとめ,国内会議(機械学会,バイオメカニズム学会他)で発表及び論文の執筆を行った.また関連研究の調査を行い,本研究の目的及び成果について重要な点を確認した.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
パワーアシスト装置の問題点を解消するための機構設計と改良・製作に時間がかかり,進捗が遅れている.CPGコントローラの設計についても遅れがあるため,被験者実験によって明らかになった問題点の解決及び目標性能の達成が得られず計画が遅れている.また,新型コロナウイルスの影響により被験者実験を中止している. これらの問題から被験者を用いた実験が十分に行えていないため,研究計画が遅れている.
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Strategy for Future Research Activity |
CPGコントローラの設計の遅れが原因となり,パワーアシスト装置を用いて性能検証実験を十分に行うことができなかった点が遅れている.原因の一つであるコントローラの設計については,外部からの助言を得ながらコントローラを完成させる. パワーアシスト装置を用いて健常者による追加歩行実験を行い,評価手法の有効性を検討する.安全性等が確認されれば,下肢麻痺患者への使用実験を検討する. 実験データより装着者の状態評価手法の確立を行い,実際のパワーアシスト装置への適用を行う. 新型コロナウイルスの研究への影響については,状況を考慮しながら実験等の計画を行う.
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Causes of Carryover |
パワーアシスト装置の改良を行ったが,問題点を解消するために時間がかかり,進捗が遅れている.この為,物品費の次年度使用額が生じた. コントローラの最適設計が終了していない為,十分な性能検証実験を行うことができなかったため,実験補助謝金等の人件費・謝金についても次年度使用額が生じた. 本年度は新型コロナウイルスの影響について状況を考慮しながらできるだけ早く性能検証実験を実施する.昨年度中の研究成果については本年度以降学会発表,論文投稿を行う予定である.
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Research Products
(6 results)