2020 Fiscal Year Research-status Report
「転倒覚」を誘発するヒヤリ・ハット対応AR（拡張現実）方式松葉杖歩行訓練環境
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17K01606
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| Research Institution | Wakayama National College of Technology |
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Principal Investigator |
津田 尚明 和歌山工業高等専門学校, 知能機械工学科, 准教授 (40409793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多羅尾 進 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80300515)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 福祉工学 / 松葉杖歩行訓練器 / 身体加速度 / 転倒覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，事故などで急に下肢を負傷し治癒までの間の歩行に松葉杖を使用する，いわば松葉杖歩行の初心者のための訓練装置の開発を目的とする．松葉杖の正しい使用方法を知らないまま試行錯誤的に使用すると，使い方に誤った癖が付いてしまったり，転倒など二次的な事故の原因となりうることに注目した．そこで，そのような危険を避けるための訓練，言うなれば，松葉杖を使い始めた段階で使用方法のノウハウを訓練するための訓練システムの開発を目指す．
本研究で開発する訓練システムの代表的な要素は，転倒覚提示装置(FSD)とヘッドマウントディスプレイ(HMD)である．FSDは松葉杖に取り付け松葉杖のバランスを意図的に崩し「転倒しそうになる感覚（転倒覚）」を提示する装置である．歩行訓練中にFSDを駆動すると松葉杖歩行者は身体バランスを維持することが求められ，これを繰り返すことが歩行中の身体バランスを維持する訓練となる．HMDは患者が訓練時に装着し，そこに仮想の障害物を提示し，患者はその仮想障害物への対処を繰り返すことで，実際に進路に現れた現実の障害物に対しても対応できるようになることを目指す訓練となる．
(FSDの開発状況)
当初の計画どおり開発したフライホイル型のFSDは，シミュレーションでは効果を確認したものの，試作機については，被験者の協力を得て実施した実験ではその効果を体感することが難しかった．そこでこれを前年度までに新たに振り子型に改良した．また訓練に効果的な装置の駆動タイミングを実験で確認した．
(HMDの開発状況)
HMDに，進路に転がってくるボールを想定した仮想障害物を提示する機能を開発し，被験者の歩行を計測する実験を行った．その結果，健側肢の遊脚期に仮想障害物を提示する訓練が効果的なことが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
全体的に遅れている．特に新型コロナウイルス感染症の影響で予定通り実験を行えなかったことが遅れている原因である．
本研究では，まず，提案した転倒覚提示装置の効果をシミュレーションで確認しながら最適な仕様のものを設計した．次に，その設計に基づき実際に装置を試作し，その効果を被験者の協力を得て実験で確認し，その結果を基にさらに改良する，というサイクルを繰り返しながら進める予定であった．
しかし，新型コロナウイルス感染症の影響で，被験者に装置を試用してもらう実験の実施が困難になった．すなわち，当初想定していたスケジュールで実験を行うことができず，その結果，全体的に当初の計画から進捗が遅れている．
あわせて，学会など成果発表の機会も減少し，十分に成果発表のための活動ができなかった．研究過程で得られた知見もあったが，発表できなかった．
以上のことより，本研究は当初の計画よりも遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
（FSDの方策)
転倒覚提示装置（FSD）を前年度までにフライホイル型で開発したが，効果を改善するために振り子型で開発し直して，論理的に有効な駆動方法を明らかにしようとした．この段階はほぼ完了し，試作機も製作した．
今後は被験者の協力を得て実際に評価実験を行い，実用化できるように設計し直す．また，幅広い使用者を想定してユーザインタフェースも改良し，ユーザフレンドリーになるようにデザインも改良する．
（HMDの方策）
HMDに仮想障害物を提示する機能を開発し，進路に転がってくるボールを想定した仮想障害物を提示できるようにした．今後は，FSD同様に，被験者の協力を得て評価実験を行い，改良を続ける．
（まとめ）これらの過程を経て，訓練システムを仕上げる．また，開催される学会を調査し，そこで本研究の成果を発表する．
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| Causes of Carryover |
これまで，特に新型コロナウイルス感染症の影響で本研究の進捗が遅れた．特に，試作した装置を被験者に使用・評価してもらう評価実験を繰り返し実施し，それらの結果を踏まえてシステムの改良を繰り返し，最終的に訓練システムとして仕上げる予定であった．
しかし，この段階が当初予定していたとおり進まず，次年度まで引き続き改良を進めることになった．
これらの計画変更の結果，次年度は，そこで必要となる経費を想定する．また成果発表も予定しているため，その経費も想定する．
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