2023 Fiscal Year Annual Research Report
デジタルツインを用いたリハビリテーション用ロボットの最適支援手法の研究
| Project/Area Number |
21K03966
|
|---|
| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
|---|
Principal Investigator |
川合 忠雄 大阪公立大学, 都市科学・防災研究センター, 特任教授 (20177637)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高井 飛鳥 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 助教 (70769843)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | デジタルツイン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではデジタルツインの考え方をリハビリテーションに適用することにより機能回復の効果を高めることを目指している。デジタルツインとは、実世界のシステムをコンピュータ上にモデルとして再現し、実世界の情報をモデルに反映することにより、実システムの状態をモデルから推測する考え方である。推測結果を適切に実システムに反映することにより、実システムをより効率的に運用するなどの優れた効果を期待できる。
本研究では、上記を実現するための基礎的な取り組みとして、肘のリハビリテーションを対象として、(ⅰ)人体とリハビリテーションを補助する支援ロボットのコンピュータモデルを構築、(ⅱ)ロボットを設計・製作、(ⅲ)人とロボットの動きや相互に及ぼす力（インタラクション）を計測し、モデルから腕の動きや負荷を推測して、ロボットが適切な支援を行っているか評価、(ⅳ)上記の評価に基づいてより有効な支援方法を求め、ロボットを制御する研究を行う。
本年度は、(ⅰ)身体とロボットのコンピュータモデルの連結、(ⅱ)ロボットの設計・製作、(ⅲ)人とロボットの動きや相互に及ぼす力（インタラクション）の計測に取り組んだ。身体モデルとロボットモデル間にバネダンパを組み込み、双方向に力を及ぼしあう構成とした。実験では身体とロボット間に働く相互作用力を計測した。先行研究を参考にバネダンパパラメータのチューニングを行った。デジタルツインモデルシミュレーションにおいて時々刻々の相互作用力を概ね再現することができた。
|
