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2009 Fiscal Year Annual Research Report

異種支援形態による協調型歩行支援システムに関する研究

Research Project

Project/Area Number 21650147
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

平田 泰久  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (20323040)

Keywords装着型歩行支援機 / 車輪型歩行支援機 / 協調制御 / 歩行支援 / 離床支援 / 状態推定 / 人体モデル / 転倒防止
Research Abstract

今後の高齢化社会に対して,高齢者は自立して生活を送ることが最も重要であると言われており,その支援として,高齢者の脚部に直接装着して支援を行う装着型歩行支援システムに大きな期待が集まっている.本研究では,利用者の安定性を確保する役割を車輪型歩行支援機が担い,脚部の運動支援を装着型歩行支援機が担うシステムを提案する.そして,それらを適切に制御することにより「支援」と「安全」の両立を実現する協調型歩行支援システムの研究・開発を行う.従来,研究代表者らは直動アクチュエータに基づく膝支援デバイスと回転アクチュエータを用いた股関節支援デバイスを開発し,床反力や関節角度情報などに基づき制御される装着型歩行支援機を開発してきた.また,車輪型歩行支援機においては,車輪部にブレーキを取り付け,それを適切に制御することによりシステムの運動を制御するパッシブ型歩行支援機を開発してきた.本研究では,この既存のシステムに協調制御系を適用するための改造を行った.特に,システム間の相互作用を実現するために距離センサを車輪型歩行支援機に搭載し,システム間の通信を実現するためのハードウエア及びソフトウエアの改造を行った.
また,装着型歩行支援機を人間に装着することで,人間の脚部の関節角度を取得することができ,車輪型歩行支援機の距離センサを用いると,人間と車輪型歩行支援機との相対距離関係を知ることができる.これらの情報を用いて,人間をリンク構造で表した人体簡易モデルを構築した.そして,人体モデルから人間の支援に必要な関節トルクの導出法や人間の状態(歩行状態,座位状態,立位状態,転倒状態など)を推定する手法の構築を行った.
その他,人間の人体モデルに基づき適切な運動の支援を実現するために,歩行や離床をはじめとした様々な人間の運動を正確に計測し,その解析を行うセンサシステムを構築した.

  • Research Products

    (4 results)

All 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Development of passive wearable walking helper controlled by servo brake2010

    • Author(s)
      Yasuhisa Hirata, Tadashi Isoda, Kazuhiro Kosuge
    • Journal Title

      International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems 3(掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Motion Control of Wearable Walking Support System with Accelerometer Based on Human Model2009

    • Author(s)
      Yasuhisa Hirata, Takuya Iwano, Masaya Tajika, Kazuhiro Kosuge
    • Journal Title

      Advances in Human-Robot Interaction

      Pages: 205-220

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Intelligent Passive Cane Controlled by Servo Brakes2009

    • Author(s)
      Shinji Suzuki, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
    • Organizer
      18th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-29
  • [Presentation] Human Support System Based on Passive Robotics2009

    • Author(s)
      Yasuhisa Hirata
    • Organizer
      18th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication, Workshop on Robot-human synergies
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2009-09-28

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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