2010 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
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21650147
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平田 泰久 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20323040)
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| 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 |
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| 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.本年度は,昨年度設計した基本運動協調制御系を拡張し,人間の重心や関節角度等の情報に基づき適切に歩行の支援を行う協調運動制御手法の確立を行った.
特に,人体モデルより得られる利用者の関節負担トルクから,重力による人間の関節への負担を導出し,その重力分のトルクを装着型歩行支援機にて支援する重力補償型歩行支援制御を実現した.重力補償型歩行支援協調制御手法では,人間のバランスを保持しながら,人間の体に加わる重力による負担分のみを支援する.ある程度自分で脚部を動作させることができる利用者においてはこの制御で十分であるが,自ら脚部を動作させることが困難な利用者では,システムによる能動的な支援が必要である.そこで,本研究では,重力補償型歩行支援協調制御手法に加え,人間の足裏に加える床反力や車輪型歩行支援機との距離関係に基づき人間の意図する運動を推定し,能動的に装着型歩行支援機を動作させ,歩行の実現に足りない筋力の支援を行う協調制御手法を提案した.
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