2006 Fiscal Year Annual Research Report
生体信号モニタリングと統合ヒューマンモデルによる身体運動時の筋力設計
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18300194
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
小笠原 司 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (30304158)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 吉央 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (00314534)
上田 悦子 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助手 (90379529)
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| Keywords | 筋力設計 / ヒューマンモデル / 生体モニタリング |
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| Research Abstract |
本研究では、人間の筋活動に注目し、人間の筋肉とパワーアシストを行うアクチュエータの人工筋とを統合するヒューマンモデルを構築し、これを基に身体運動時の筋力設計を可能とする手法の確立をめざす。その目標をめざして、平成18年度は、以下のような研究を展開した。
人間の筋力とゴム人工筋の筋力推定を統合的に行うための統合モデルを構築した。準備段階で製作した人間の上肢部分の筋力推定モデルを、人工筋によるパワーアシスト装具を含めた筋力推定および設計に応用可能なように拡張を行った。このモデルを用いて、上腕の筋群レベルの筋力設計アルゴリズムを整備した。準備段階において、肘部の筋力設計についてシミュレーション検討を行った。筋力負荷設計値の範囲に制限がある問題点が明らかになっている。そこで、最終的な結果の相違を繰り返し計算によって収束させる修正アルゴリズムを提案した。
次に、パワーアシスト装具による実験のために、モーションキャプチャと筋電計により、外力負荷時のモーションと筋電の同時計測が可能な計測システムを構成した。
本研究のパワーアシスト装具の目的は,高出力の人工筋を用いた動作支援でなく、小出力で多数の人工筋による筋肉負荷の改変である。そこで、小型軽量かつ柔軟で安全性の高い弾性繊維複合空気圧ゴム人工筋ユニットを用いることとし、その駆動用の制御ユニットを開発した。この人工筋ユニットと制御ユニットを用いた肘部のパワーアシスト装具の試作を行った。
以上のように、統合モデルの構築と筋力設計基本アルゴリズムの提案、および、それを実証するためのパワーアシスト装具の試作などを行い、今後の研究の基盤を確立した。
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