Development of an open-source robotic prosthesis for hip disarticulation amputees

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20745
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: Ueyama Yuki 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (30710800)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 股義足 / ロボット義足 / 歩行分析 / 強度解析 / 深層強化学習 / 代謝コスト

Outline of Final Research Achievements

The goal of this project was to develop a robotic prosthetic leg to reduce the physical burden of walking with a prosthetic leg for hip disarticulation amputees. We then measured gait movements with a robotic hip disarticulation prosthesis using motion capture and found that the use of the robotic prosthesis reduced the load generated on the hip joint and maintained symmetry in left-right gait. In addition, we have designed and developed a newer robotic prosthesis based on a simulation result of the prosthetic gait. The robotic prosthesis is lightweight and compatible with existing non-powered prostheses.

Free Research Field

ロボティクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでに実施されてきたロボット義足の研究では、その多くが膝関節または足首関節の欠損者を対象とした大腿義足または下腿義足であり、股義足として機能するものはほとんど存在しない。そもそも、股義足の使用者は世界的にも少なく、ロボット義足の開発は採算に見合ったものにはならないと考えられる。そこで、本研究では、股義足使用者に対するロボット義足の有効性を示し、新たに3Dプリンタによる製作を前提としたロボット義足を開発する。また、既存の義足構成部品との互換性を維持することで、製作コストを抑え、市場原理に左右されることなく、ロボット義足の普及を目指している。