把持力を忠実に感じる力感覚補完型筋電義手とそれを用いた生活動作獲得方法の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19650137
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 疋田 弘光 Muroran Institute of Technology, 工学部, 教授 (30002942)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花島 直彦 室蘭工業大学, 工学部, 准教授 (40261383) ; 山下 光久 室蘭工業大学, 工学部, 助教 (90002922)
• Keywords: 医療・福祉 / 人工感覚器 / 人間機械系 / 筋電義手

Research Abstract

1.まず、筋電義手を位置サーボ系とカサーボ系からなるバイラテラル制御系としてとらえ理論的に検討した。マスタ・スレーブシステムの場合と異なり義手装着者が力を感じる部分と筋電位を生成する部分が異なり信号の時間遅れや,介在する人間特有のダイナミクスが関与してくる可能性があるので、これをモデル化しトータルのシステムの特性について検討を加えた。その結果、実際に応用する場合、さらに制御系としてのロバスト化をはかる工夫が多少必要かもしれないが、基本的にはマスタ・スレーブシステムの制御でベースとなるバイラテラルサーボ系の制御方式が利用できる目途がついた。
2.義手部、力信号検知およびフィードバック部を除く実験装置をそろえ筋電関係の実験を行えるように実験環境を整えた。これを用い、筋電位信号の検出法,有効信号成分の抽出法を実際に筋電位信号を検出して検討を加えた。力信号をフィードバックし力を腕部に加える場所と筋電位信号を得る場所をあまり接近させ過ぎると生体が発する筋電位に影響し,信号の干渉状態が生じるので特に注意を要するが、あまり接近させ過ぎない限りこれはクリアできることがわかった。
3.以上の準備実験結果を考慮に入れ、次年度に作成することになる義手部、力信号検知およびフィードバック部に対する理論的検討およびシミュレーションを行った。これについては次年度においても引き続き検討する必要があるがおおむね製作にかかれる段階に達した。
以上、今年度の研究は本研究における準備段階を予定していたが、ほぼ当初の目標を達成した。