2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Artificial Leg synchronizing with A Healthy One
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19K11326
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| Research Institution | Iwate Prefectural University |
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Principal Investigator |
村田 嘉利 岩手県立大学, その他部局等, 特命教授 (80444925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 行秀 岩手医科大学, 医学部, 教授 (20464117)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 義足 / 駆動義足 / 健足同期 / 歩行 / アシスト / 歩行障害 / SACH / 踵 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度も、Instep Push/PullユニットおよびHeel-up springユニットの両方について研究をすすめた。
駆動義足について投稿した国際会議IARIA, eTELEMED 2020は、新型コロナウィルスの国際的感染拡大により、2020年11月にオンラインで開催された。投稿論文は幸いにもジャーナルに推薦された。2019年度に試作した駆動義足は、テストしたシリンダモータのトルクが足りず、足部をゆっくりしか動かせなかった。シリンダモータを変更する必要があり、協力いただける会社を捜した結果、ヴィッテンシュタイン・ターナリ社に協力いただけることになり、ヴィッテンシュタイン・ターナリ社のシリンダモータ TLMA146AFX-302NF2-001-FF1Cを使ったものを試作した。また、出願した特許を審査請求した結果、特許として成立した。
踵上げをアシストするHeel-up springユニットについて国際会議IARIA, eTELEMED 2020で発表した論文はBest Paper Award (BPA)に選ばれた。BPAに選ばれた論文はジャーナルにも推薦される。国際会議への論文では被検者は全て健常な学生であったことから、ジャーナルに投稿するにあたっては、高齢者のデータを追加・評価することとした。70歳以上の高齢者7名の協力を得て、Heel-up springユニットの筋力アシスト効果を筋電位で計測し、姿勢への影響をKINECTを用いて計測した。その結果、学生と同様の傾向が見られた。具体的には、アシスト効果がベストとなるスプリング強度と体重の間にリニアな相関関係がある。Heel-up springユニットが姿勢に影響を与えることはない。国際会議への投稿論文にこれらの内容を追加し、ジャーナルに投稿した。無事採録され、オンライン出版された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度研究を見直し、Instep Push/PullユニットおよびHeel-up springユニットを義足向けに最適設計する予定であった。
Instep Push/Pullユニットについては、2019年度に試作したものについて評価した結果、採用したシリンダモータのトルクが足りず、足部をゆっくり動かすことはできたが、速足歩行に適用できないことが分かった。そのため、協力いただける会社を捜した結果、ヴィッテンシュタイン・ターナリ社に協力いただけることになり、ヴィッテンシュタイン・ターナリ社のシリンダモータ TLMA146AFX-302NF2-001-FF1Cを使ったものを試作した。残念ながら、完成が遅れ、評価は2021年度に持ち越しとなった。出願した特許を審査請求した結果、特許として成立した。残念ながら、センサによるInstep Push/Pullユニットの制御および脚部切断者の協力を得た評価実験は出来なかった。
Heel-up springについては、2019年度の評価実験は全て健常な学生であったことから、高齢者のデータを追加・評価することとした。70歳以上の高齢者7名の協力を得て、Heel-up springユニットの効果を筋電位の計測し、姿勢への影響をKINECTを用いて計測した。Heel-upスプリングユニットの改善については、左右に曲がった時の引っ掛かりを防ぐために皮のカバーを付けることを計画していた。しかし、試作メーカと協議した結果、スプリングユニットを止めるV字ユニットを見直すことで引っ掛かりを防ぐこととした。商用化に向け、高齢者あるいはリハビリ患者向けの靴を製造・販売している企業に試作を依頼したが、受けて貰えなかった。タイミング制御を組み込んだHeel-up springの評価は出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
Instep Push/Pullユニットについては、ロボット技術に精通した研究者である一関工業高等専門学校 未来創造工学科 機械・知能系 教授 藤原康宣先生の協力を得て、研究を進める。2021年度は、研究協力者である義肢装具製作所・岩手テクノの牛崎氏と藤原康宣教授と一緒に商用化を目指した開発を進める。具体的には、2020年度に試作した、ヴィッテンシュタイン・ターナリ社のシリンダモータTLMA146AFX-302NF2-001-FF1Cを使用したInstep Push/Pullユニットを組み込んだ駆動義足を利用して、PCを介してセンサで駆動できるようにする。また、昨年度出来なかった脚部切断者の協力を得た評価実験を行う。研究成果をIARIA Journalに投稿する。また、
Heel-up springユニットについては、商用化に向け、靴メーカに試作を依頼する。また、昨年度出来なかったタイミング制御機能の無いHeel-up springユニットの性能評価を行う。その成果を国際会議に投稿し、発表する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの世界的流行により国際会議がオン・オフライン開催となり、開催地であるスペインへの渡航が出来なくなった。2022年にはオンライン開催になると思われるので、その時に利用したいと考えている。
2020年度に試作請負業者が見つからなかったHeel-upスプリングunitを組み込んだリハビリシューズについて、改めて他の企業に試作を依頼し、その費用に充てる。
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