2021 Fiscal Year Annual Research Report
The optimization of the function of motion assist devices based on human adaptability
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21H04898
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
村木 里志 九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (70300473)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 修 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20357891)
森永 浩介 広島国際大学, 総合リハビリテーション学部, 助教 (40734760)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 人間工学 / テクノロジー / 筋活動 / 身体拡張 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人間の身体動作を外力によってアシストする機器（以下、動作アシスト）の普及が期待されている。本研究課題は人間側の運動の制御の仕組みとその適応能に着目し、人間にとって受け入れやすく、動作を習得・学習しやすいアシスト機能の条件を明確にすることを目的としている。なぜなら、身体動作の拡張には機器（マシン）側と人間側が相補的に協働できる関係を構築することが大事だからである。
初年度（令和3年度）は上記目的を実施するための実験用アシスト機器の製作に取り組んだ。動作対象は成果転用性が高い肘関節屈曲による重量物持ち上げとした。本研究の主目的の一つは「筋負担の軽減」と「動作の精度」を両立するための動作アシストを検討することにある。肘関節運動は二軸関節であり、動作の精度を確認しやすく、また主働筋と拮抗筋が明確であり、筋負担軽減も評価しやすいからである。
製作した実験用アシスト機器は動作（肘関節運動）をアシストする機能を持つともに、関節角度位置、可動域、トルク・速度（タイミング等も含む）や機械インピーダンス（弾性、粘性）など様々な要素を制御できるようにした。また機器側の各種情報が出力できるよう検討を行った。今後、これらの要素の最適化を試み、違和感が少ない動作アシスト機能の条件の検討に役立てる。なお、アシスト機器は実際の利用現場においては小型化・軽量化が求められるが、実験用アシスト機器はそれらを考慮せず、諸要素の制御の実現と安全対策を優先して開発を進めた。
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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
実験用動作アシスト機器の製作において必要な部品の調達に時間を要した関係にて予定より時間を要したが、機器の基本となる機構の製作には到達したため
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| Strategy for Future Research Activity |
製作した実験用機器をさらに拡張し、フィードバック機構や動作精度検証などの機能を付与する。さらに実際にアシストが得られるように動作装置の装着を工夫する。
なお、初年度に実験用アシスト機器の製作を担当した学術研究員（研究協力者）は、大学研究職に就いたため、今後は研究分担者として参画する。そして、本研究課題に参加する学術研究員や大学院学生を増やすなど研究体制を強化する。
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