2008 Fiscal Year Annual Research Report
空気式多自由度マニピュレータを用いた高機能型手首リハビリ支援装置の開発
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20560239
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
高岩 昌弘 Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (60243490)
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| Keywords | 空気圧 / パラレルマニピュレータ / リハビリテーション / 手首 / 徒手訓練動作 |
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| Research Abstract |
本年度は,まず,理学療法士(以後P.T.)の徒手訓練動作を本支援装置により獲得した後,患者に実行する手法ならびにそれを実現するための機構部品の製作に取り組んだ。本手法は,患者とP.T.の間に本支援装置を介在させ,支援装置を力および位置センサとして機能させることで,P.T.が患者に施した訓練動作を支援装置に獲得させ,その後,獲得した動作を患者に実施するものである。このとき,P.T.は患者からの反力のみでなく装置自体のダイナミクスを反力として感じてしまうため,本研究では,インピーダンス制御の概念を用いて支援装置のダイナミクスを限りなく小さくなるように制御する手法を提案した。これによりP.T.は患者からの反力のみを感じながら駆動することができ,あたかも通常の患者手首を直接把持したような感覚で訓練動作を遂行できるしくみを提案した。また,このような機能を実現するためにP.T.が患者の手を把持した状態を失うことなく,P.T.の印加力を支援装置に伝えるための機械的なジグを開発した。そして,手首のリハビリ動作で要求される多自由度方向に同時に駆動する訓練動作を本支援装置において実現できることを実験的に確認した。次にP.T.の訓練装置としての応用を目指し,支援装置自体を患者手首の物理モデルとして振る舞わせる手法について検討した。これは訓練動作時に得られる患者手首の機械特性を位置と力の関係から定式化し,これを規範モデルとしたインピーダンス制御を実施することで実現した。多自由度方向に対する機械特性を同時に獲得および実現することを実験的に確認した。
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