2020 Fiscal Year Research-status Report
回復期における上肢片麻痺患者のためのリハビリロボットの開発とリハビリ効果
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20K12749
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
木澤 悟 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90234202)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / リハビリテーション / ロボット / 上肢運動機能 / 福祉工学 / 卓上型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，リハビリ時の療法士に代わって片麻痺者を支援するロボットの開発および回復期の長期にわたる反復的なリハビリテーションに対するモチベーションの持続かつ継続的に高めるソフトウエアを含めたシステム開発を行うものである．一般的な上肢用リハビリロボットは，高価で据え置き型が多く自宅での療法は想定していない．そこで本年度は，自宅の机上でもリハビリが可能なように，卓上型の上肢用リハビリロボットを開発した．ロボット本体には，モータ駆動系の制御基板，USB用の６軸力覚センサ，小型マイコンのラズベリーΠを搭載した．マイコンの搭載により，外部ノートPCとBluetoothによる無線化によりコードレスなロボットコントロールが可能となり，力覚センサの力情報を無線により取得し，力情報に応じてモータを制御することで，駆動系のインピーダンス制御を実現することができた．
そして，無線化によるコードレス化によりさらなるリハビリロボットの軽量，コンパクト化で携帯性がさらに高まり，リハビリのスペース的な問題が解消された．また，ロボットの位置取得にMicrosoft社のKinectセンサの活用を始めに想定していたが，開発段階でHTC社のVIVEトラッカーが利用出来ることを確認した．これにより，従来の前面に配置したモニタ上でのリハビリテーションは，Kinectを利用するよりもロボットの位置精度や上肢の動きを正確で取得することが可能となり，システム設定の煩雑さが解消された．VIVEトラッカーの導入によりVRを用いたリハビリテーションソフトを開発できる目処がたち，上肢のモーショントラッキングも検討している．ARを用いたリハビリテーションのソフト開発についても，Microsoft社のHololens2も購入済みなので，リハビリのモチベーションを高め，回復期のリハビリの反復的な持続向上に繋げることを検討中である．
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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
ロボットに６軸力覚センサ，制御系の基板，ラズベリーΠを搭載し，BuluetoothによりノートPCとロボットの無線化に成功し，卓上型リハビリロボットの開発は概ね順調に開発が進んでいる．これにより，モータドライバーをノートPCから無線でコントロールし，力覚センサ情報もノートPC搭載側で取得可能な状態にある．ロボットの位置情報においては，新たにHTCのVIVEトラッカーを搭載し，位置検出やモーションキャプチャーに利用することを試みている．HTCのVIVEトラッカーの位置検出に利用可能であれば，今後，VIVEトラッカーでセンシングした情報を取り込み，ロボットの位置情報や上肢の運動解析に利用することを検討する．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，リハビリテーションを実施するためのソフトウエア開発を行う予定である．リハビリ手ションをするための環境としては，一般的なモニターを使ったモニタ用リハビリ，HTC社のVIVE Pro のヘッドマウンティングシステムを使ったVR用のリハビリテーション，さらにMicrosoft社のHololens2を用いたAR用のリハビリテーションを構築する予定である．
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| Causes of Carryover |
（理由）コロナ感染症のため，学会等の出席等を控えたため，旅費に残額が生じた．そのため，学会参加費等の残高も生じた．
（使用計画）今年度もコロナ感染症は収束が難しい状況なので，旅費等の残額分は，モーションを解析するためのセンサー等を購入してリハビリテーション用のシステム開発に充当することを考えている．
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