2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of physical workload evaluation system for repetitive task using muscle fatigue model considering movement variability
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19K04922
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
瀬尾 明彦 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (80206606)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人間工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、持ち上げ実験での操作力・姿勢・筋電図の実測データに基づく動作のばらつきの分析と、それを生じさせる要因の一つと考えられる動作経路の生成メカズムに関する研究を中心に進めた。
前者として、初年度に開発した荷物取り扱い時の操作力測定装置を利用し、荷物の反復持ち上げ動作実験を再度行い、動作時の操作力の反復に伴う緩やかな増減のトレンドを調べた。荷物の重心位置および利き手・非利き手により、操作力のトレンドが変化することを明らかにした。また、操作力や筋電図に関して操作中の手の動きのばらつきの変動成分を詳細に検討するためSTF（短時間フーリエ変換法）を利用して解析を行い、ばらつきの周波数成分にも動作の繰り返しの影響が現れることを確認した。
後者については、初年度に提案した作業域の関節トルク等の分布より、負担の軽い動作経路を経路探索アルゴリズムで生成する方法について、その経路計算上のパラメータの設定法に関する研究を進めた。経路探索では、移動距離、関節トルク値、関節トルク値の変化の3要因を含めた距離コスト関数を用いたが、この3者の重みの配分を変えて経路がどう変わるか、またそれが身体部位によってどう経路変化を生み出すかを検討した。その結果、上肢と下肢に関しては、3要因を重みを入れない条件でおおむね妥当なばらつきを持った経路が生成できることが判明した。これらの結果を踏まえ、どの身体部位の関節トルクに重みを置くかを変えて経路にどのような差が生じ、それが反復作業にどの程度の影響が出るかを検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、前年度の動作変動と経路探索の成果を踏まえて持ち上げ作業の種類を変更した実験を行って検討を進める予定だったが、操作力と筋電図の結果より、ばらつきのより精緻な分析が必要であったため、初年度と同様に持ち上げ作業を中心に研究した。また、多様な作業で反復作業による筋疲労モデルを利用した検討については、予定通り進めることができた。また、反復動作のばらつきの検討については、経路探索法を利用することにより理論的に動作のばらつきを生成して調整できる可能性が明らかにできた点は大きな進展だった。そのため、全体としては、おおむね順調に進呈していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、前年度に引き続いて、多彩な動作の組み合わせで構成される作業の反復評価への拡張を進める予定である。
そのため、新たな上肢作業と全身作業について、初年度に試作した装置を使ってばらつきの更なる検討が可能なデータを収集する。
実験動作については、まず動作経路探索を利用したシミュレーションである程度の動作条件の絞り込みを行えるよう、解析環境の更なる開発を進める。
これらの作業について、実験データをもとに操作力や姿勢に変動成分を含めた筋疲労モデルでの検討もを行い、反復作業評価法システムの基礎とする。
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| Causes of Carryover |
学術論文の掲載決定が年度末だったため、掲載料の支払いが次年度に回ったことで残額が生じたものである（現時点ですでに処理済み）。
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