2017 Fiscal Year Research-status Report
高齢者の健康な自立歩行を包括的に支援するロボティックツール群の開発
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17K06260
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
伊藤 友孝 静岡大学, 工学部, 准教授 (00283341)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高齢者 / 転倒予防 / 歩行診断 / 歩行支援 / 杖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，高齢者の転倒予防が重要な課題になっている．本研究は，(A)高齢者の転倒防止を目的に，定量的かつ統一的な評価法が確立されていない歩行診断分野において「個々の歩行状態を適切に診断する手法」を確立すること，(B)段差や傾斜地・階段などで使用者の歩行を知的に支援するロボット杖や歩行器，高齢者にバランスの良い歩行を促す歩行訓練装置などの「自立的な歩行を支援するロボティックツール群」の開発，の二つを目標としている．平成２９年度の研究実績の概要は以下のとおりである．
歩行診断法の開発に関しては，予備研究で開発してきた運動計測・評価システムをベースに計測法・評価法を改良し，高齢者の歩行中の動作特徴の明確化や左右差の検出，高齢者群の中での個々の歩行特徴の分類と体系化，過去の診断履歴との比較検討を行えるようにした．それに基づいて福祉施設に通う高齢者50名に対する歩行計測・診断実験を実施し，転倒暦の有無による歩行特徴の相違点が明らかになってきた．
自立的な歩行を支援するロボティックツール群の開発に関しては，これまでに製作したプロトタイプを元に，軽量化・完全自立化したロボット杖の開発を行った．その結果，不整地でのバランス支援機能を備え実地試験に使用できるレベルのものが完成し，上記の高齢者に試用してもらい，機能確認を行うことができた．また，ロボット杖にスマートフォンとの連携機能を搭載し，使用者への情報提示や特性の個別チューニングに対応する基本機能を備えることに成功した．また，ロボット杖の技術を応用したロボット歩行器のプロトタイプも並行して開発することができた．歩行訓練装置に関しても，プロジェクタによる歩行状態のリアルタイム提示を用いたプロトタイプを製作し，高齢者による機能確認実験と結果の評価まで行うことができた．
当初の計画を越える進捗状況であり，次年度につながる重要な知見が得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は，当初の研究計画に基づき，(A) 個々の歩行状態を適切に診断する手法の確立と(B) 自立的な歩行を支援するロボティックツール群の開発の二つの課題に並行して取り組んだ．実績の概要に記載のとおり，課題(A)に関しては，高齢者の歩行状態診断システムにおける計測法と評価法を改良し，高齢者の歩行中の動作特徴の明確化や左右差の検出，高齢者群の中での個々の歩行特徴の分類と体系化，過去の診断履歴との比較検討まで行えるようになった．また，歩行計測実験から転倒暦の有無による歩行特徴の差異も明らかになってきており，次年度の計画を効果的に進められる状況になった．また，課題(B)に関しても，概要に記載のとおり，実地試験に耐えられるレベルのロボット杖の次段階プロトタイプが完成し高齢者の試用評価を行うことができた点に加え，ロボット杖にスマートフォンとの連携機能を搭載することに成功し，ＩＣＴを利用して使用者への情報提示や特性の個別チューニングに対応できる状態になった．また，ロボット杖の技術を応用したバランス支援機能付き歩行器や，プロジェクタによる歩行状態のリアルタイム提示を用いた歩行訓練装置の開発も行って評価実験を実施し，研究の中核部分が完成した．これらは当初の予定を超えるものであり，次年度は，より効果的に研究を進めることが可能となった．
研究の成果は，国内会議および国際会議にて発表を行い，ベストプレゼンテーション賞を受賞した．
以上より，当初計画以上に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
２９年度の研究が順調に進行し当初の計画以上の成果が得られたため，３０年度は，それを踏まえてシステムの更なる機能向上と機能集約に注力する．高齢者の歩行診断に関しては，前年度の成果を元に高齢者の歩行データをさらに詳細に分析し，歩行バランスや転倒リスクの評価法の確立を目指す．また，歩行特徴別の効果的なバランス訓練法を検討し，転倒予防のためのアドバイス機能を開発する．下期には，高齢者福祉施設にて歩行計測実験を実施し，工学だけでなく介護福祉専門員や医師の協力も得てシステムを多面的に評価する．自立的な歩行を支援するロボティックツール群の開発に関しては，ロボット杖に搭載したスマートフォンとの連携機能を利用して，使用者への効果的な情報提示の方法や個々の歩行特徴に合わせた特性のチューニング法の開発を行う．また，バランス支援機能付きロボット歩行器の改良設計を行い，実地試験に耐えられるようにする．歩行訓練装置に関しては，前回の高齢者による評価実験の結果を踏まえて情報の提示法や訓練法を改良し，特に，歩行タイプ別の歩行訓練が可能になるような第二段階モデルの開発を重点的に行う．
得られた成果は，学会発表，学会誌論文の両方で社会に公表する．
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