2009 Fiscal Year Annual Research Report
ウエアラブルなセンサを用いた下肢の総合運動解析システムの開発と医療分野への応用
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20360109
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
井上 喜雄 高知工科大学, 工学部, 教授 (50299369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芝田 京子 高知工科大学, 工学部, 准教授 (00307117)
王 碩玉 高知工科大学, 工学部, 教授 (90250951)
谷岡 哲也 徳島大学, 医学部, 教授 (90319997)
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| Keywords | ウェアラブル / 力センサ / 運動センサ / 床反力 / 運動解析 / 関節モーメント / 加速度計 / 3次元 |
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| Research Abstract |
キー技術であるセンサ関連では,患者の歩容を乱さない柔軟な6軸床反力センサと,誤差が小さく外乱の影響も受けない姿勢センサを新たに開発し,医療分野で十分通用するウエアラブルなセンサシステムに仕上げるとともに,個人の身体各部の質量の推定技術を新しく開発し,センサ出力から算出する関節モーメントの精度の大幅向上を目指して今年度は以下のことを実施した.
逆動力学の精度の向上のためには,統計的な身体の各部の質量を用いるのではなく,個人ごとの質量を同定することが望ましいと考え,床反力計と3次元動作解析装置を用いて運動する被験者の各部の質量を推定する方法を提案し,数値シミュレーションによりその手法の妥当性について検討した結果,センサ出力に誤差がなければ,十分な精度で質量が推定できること,センサに誤差が存在する場合にそれが質量推定の誤差にどのように影響するかについて明らかにした.
履き心地のよい履物に内蔵した6軸床反力センサ(タイプ1)の開発として,昨年度の検討結果を受けて,精度を確保ために,ロードセルを内蔵した2箇所6軸の力センサ位置で,小型の姿勢センサも内蔵し,個々のセンサの出力を全体座標系へ座標変換する方法を開発した.従来法である設置型の床反力計と複数カメラを用いる3次元動作解析装置を用いた従来法との比較実験により精度の検証を行った結果,柔軟性と精度が両立するセンサシステム開発の見通しが得られた.また,センサシステムの重量も歩容を乱さない程度の軽量化およびコンパクト化ついての見通しも得られた.
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