2020 Fiscal Year Research-status Report
The development of a functional Incubator
| Project/Area Number |
18K12146
|
|---|
| Research Institution | Ritsumeikan University |
|---|
Principal Investigator |
岡田 志麻 立命館大学, 理工学部, 准教授 (40551560)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 新生児 / 体位変換 / NICU / ソフトロボティクス / インフレータブル構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，NICUにおける看護師の目（生体の情報計測および対象児の状態推定）と看護師の手（インフレータブル構造による体位の固定変換システム）を実現するシステム開発を目的としている。これまでの年度において，看護師の判断とされている状態の予測を機械学習として新生児の睡眠―覚醒判定するアルゴリズムの開発を実施してきた。引き続き， 看護師の手＝インフレータブルロボットによる新生児の体位変換，体位固定システムの開発を実施した．37週未満で早期出産された対象児は，骨格筋や内臓の機能が未熟なため，呼吸機能を確保する体位を取らせる必要がある．うつぶせにしたり，体が小さく丸まるような体位をとったりと看護師が状況に合わせてタオルやクッションを組み合わせて対象児を固定する．これについて，研究代表者はインフレータブルロボットの応用を考え，看護師の手を再現できるインフレータブル構造のロボット開発に着手した。インフレータブル構造とは，ソフトロボティクス技術の一環として，プラスチック素材を用いた柔らかい素材でできたアクチュエータを搭載するものである．この技術は，ロボットと人との親和性を高めるため，人と接しても危害を与えないことを特徴としている．空気圧により自由に変形が可能なため，新生児の体位変換や体位固定に応用可能である．NICU内に標準で設置されているクベースの中で，空気圧駆動により体位を固定するインフレータブルロボットを開発し，対象児の体位により、インフレータブル構造を柔軟に変形させることにより早期出産児の体型に応じて体位変換，体位固定を行うシステム開発を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの年度において，看護師の目となるビジュアルセンシングにより得られた対象児の体動により，睡眠―覚醒サイクルを推定するアルゴリズムは確立している.画像処理により，運動の頻度や時間間隔をパラメータとして用いて機械学習を行うことで新生児の睡眠―覚醒サイクルを推定することが可能となった.また,この情報をもとに,医療スタッフによる処置や保護者の介入が早期出生児の睡眠を妨げる要因になるかを検討することができている.また，昨年度の進捗により，空気圧により自由に変形が可能なインフレータブルロボットを応用して，新生児の体位変換や体位固定に関する開発を実施した．本研究では，クベース内にインフレータブルロボットを内蔵し，空気圧の調整によりインフレータブルロボットの形状を調整することで，対象児の体位変換，体位固定を実施するシステム開発を行った，まず，クベース内で一般的に設置できる形状の設計，最大変形や最小変形を決定するための空気圧アクチュエータのシミュレーションを行い，実機制製作をおこなった．ヒューマンモデルを用いて動作確認を実施することができた．以上のことからおおむね順調に進んでいるということができる.
|
| Strategy for Future Research Activity |
計画はすべておおむね順調に進んでいるため,計画書からの変更はなく,今後は，動作確認をおこなった空気圧駆動のインフレータブルロボットを変形させることにより早期出産児の体型に応じて体位変換，体位固定を行うためのコントロール方式を検討する．最終年度であるため，NICUの看護師や医療スタッフへの聞き取り調査および対象児の生体生理計測により，対象児の体位変換や固定のタイミングを決定し，システムの完成，評価を行う．
|
