2020 Fiscal Year Research-status Report
動作に伴う人体の形状変化を考慮したウェアラブルロボット用装具に関する研究
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17K06285
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| Research Institution | Suzuka National College of Technology |
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Principal Investigator |
打田 正樹 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80454437)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ウェアラブルロボット / 意図検出センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度の研究目的は、膝関節用及び肩関節用ウェアラブルロボット試作機を製作し、被験者実験からその評価を行うことであった。また、医学的な観点からその評価を行うことであった。
肘関節用ウェアラブルロボットに関して、前年度は利用時の圧迫感を低減するウェアラブルロボット試作機とその制御系の設計を行った。今年度は、その制御系の設計に関して、具体的な日常動作に対して動作判別ができることを確認した。具体的には、座位にてコップを持ち上げ、口元に運ぶという動作において、ロボットに搭載している意図検出センサと角度センサの情報から、力の補助が必要な状態、上肢の姿勢保持が必要な状態等を判別できることの確認を行った。さらに、その意図検出センサの詳細な特性を計測するための計測装置の構築を行った。
一方、膝関節ウェアラブルロボットに関しては、非装着者の体重とウェアラブルロボットの重量を免荷するための機構を新たに導入するために、前年度に試作した装具の再設計を行った。さらに、その装具をもとにした膝関節アシスト用ウェアラブルロボットの試作を行い、その動作確認実験を行った。
上記の他、新たな需要から股関節用ウェアラブルロボットが必要であることがわかりそのための装具の試作、動作確認を行った。さらに、それらの知見を基に股関節アシスト用ウェアラブルロボットの試作を行い、そのウェアラブルロボットと膝関節用ウェアラブルロボットを接続した下半身アシスト用ウェアラブルロボットの基本設計を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
令和２年度の当初の目的は、ウェアラブルロボットの設計、製作、改良を行うこと、医学的な観点からその評価を行うことであった。肘関節用、膝関節用、股関節用のウェアラブルロボットはほぼ完成している。一方、肩関節用ウェアラブルロボットおよび、それらの医学的な観点からの評価に関しては未完了である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究実績は、１．人体の形状変化を考慮した装具とアクチュエータを搭載し、アシスト力を人体に付与することが可能な、肘用、股関節用、膝用のウェアラブルロボット試作機を製作できたこと。２．肘関節動作に関して非装着者の意図を読み取る制御系を構築できたこと。３．肩関節の装具に関しても試作改良を行い、その設計指針を明らかにできたこと。４．肩関節の筋電位計測により、筋活動と動作の相関性をある程度明らかにできたこと等があげられる。今後、肩関節アシスト用ウェアラブルロボット試作機を完成させ，それと肘用，肩関節用，股関節用，膝関節用ウェアラブルロボットと機械的に接続し，非装着者の体重とウェアラブルロボットの重量を免荷可能な全身装着型ウェアラブルロボットを試作する予定である。それに対して、疲労度等の観点から評価を行う予定である。さらに，そのウェアラブルロボットには，関節角度センサや加速度センサ，Bluetooth通信システムが搭載されているため，将来的にはそれらを用いたスマートウェアラブルロボットに発展させる予定である。
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| Causes of Carryover |
COVID19感染拡大に起因する研究停滞から研究期間の延長を行ったため。
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