Non-energized above-knee prosthesis capable of ascending & descending stairs

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04057
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 小金澤 鋼一 東海大学, 工学部, 教授 (10178246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 洋 東海大学, 体育学部, 教授 (30372949)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 大腿義足 / 階段昇降 / 無動力 / 油圧システム

Outline of Annual Research Achievements

本研究は無動力で階段昇降が可能な大腿義足の開発を目的としている．膝関節と足関節をオリジナルな油圧配管で連動・拮抗させた機構を有しており，平地歩行立脚初期における膝関節の軽度屈曲ならびに階段昇降を可能としている．２０２０年度において改良した油圧管路を搭載した義足ハードウェアを開発し健常者による歩行実験を行い，所与の性能を確認した．ただし，油圧管路に存する流量調節弁の開度を，平地歩行，階段下り歩行および階段上り歩行に対応して調節する必要がある．２０２１年度においては，この流量調節弁の調節を義足ユーザーが手元で行うことのできる手動のコントローラを開発し，大腿切断者による歩行実験を行う予定であった．しかしながら，コロナ禍で担当学生の大学への入校が制限され，また３Ｄモーションキャプチャーを備えた体育学部の実験施設の使用も制限されたことから，コントローラの開発を行うことしかできなかった．コントローラはアウターチューブ付ワイヤーを用いて義足装着者が歩行中に流量調節弁を回転することが可能となっている．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナ禍で担当学生の大学への入校が制限され，また３Ｄモーションキャプチャーを備えた体育学部の実験施設の使用も制限されたため，ハードウェアの開発が遅れ，また実験を行うことができなかった．

Strategy for Future Research Activity

現在，さらなる軽量化と機構の簡略化を目指した新ハードウェアの設計を行っている．２０２０年度に開発した義足ハードウェアの重量は３ｋｇ近くあり，市販の義足より１ｋｇほど重くなっている．従って軽量化が求められている．２０２２年度はこの新モデルを用いて大腿切断者による歩行実験を行う予定である．義足・装具の開発・販売を行っている近隣の会社と連絡を取っており，被験者の手配，ならびに歩行実験の設備の提供について了解をもらっている．

Causes of Carryover

コロナ禍で担当学生の大学への入校が制限され，また３Ｄモーションキャプチャーを備えた体育学部の実験施設の使用も制限されたことから，ハードウェアの開発に遅れが生じた．また，大腿切断者による歩行実験ができなかったことから，人件費も生じなかった．