2014 Fiscal Year Research-status Report
インターフェースを考慮し機能的電気刺激を用いたロコモティブ症候群予防システム開発
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25350697
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
宮脇 和人 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00390906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
巖見 武裕 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10259806)
小笠原 雄二 秋田県産業技術センター, その他部局等, その他 (20390908)
島田 洋一 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90162685)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 機能的電気刺激 / バイオメカニクス / 機械力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高齢社会を迎えるにあたり、高齢者の自立を促すための運動支援機器の要素技術の開発を行った。これまで、バランス能力向上とともに最も有効な機能を再建する筋力トレーニングを含む複合的運動を行う機器を開発していた。
このような機器は高齢者の生体特性データや生体適合性評価指標等の情報不足から、経験やカンに頼った非効率的、試行錯誤的な機器開発が行われており、高齢者の身体機能に合わせた操作機構、特に、人と機器の接点となるインターフェースまでを考慮した運動支援機器が少ないのが現状である。また、高齢者の支援用機器においては、残存機能をうまく使わせ、足りない部分だけを機械が補助するパワーアシストの考え方が重要となるが、どのような補助がどのような効果を持つかという情報は知られていない。
したがって、これらのことを明らかにすることにより、健常者の動作データを基本として、高齢者が不足している機能を適切にサポートする機器の開発が可能と考えられる。
本研究のコンセプトとしては、利便性を向上させるために、インターフェースを考慮したロコモティブ症候群予防システムを構築する。加速度・座圧・力センサーなど各種センサーを用いて高齢者や障害者の身体状況を計測し、運動の開始や終了を判断するとともに、利用者の身体状況に適合した負荷を与える。また、FESをアクチュエータとして利用し、本人の残存能力を効率よく発揮させるシステムを構築する。
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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
高齢者・障害者が手足を屈曲・伸展動作させ全身運動が可能な運動補助装置を試作した。また、エアーシリンダーを利用した腕をサポートするリンク型腕動作支援装置を試作した。
運動補助装置は平成25年度の高齢者、障害者が利用しやすい機器のインターフェースとして開発した、発電機の回生抵抗を利用した負荷装置を利用しており、低負荷から、高負荷までボリューム調整のみで可能となっている。
試作した運動補助装置や腕動作支援装置の評価用に３次元動作解析装置を用いた運動測定システムを構築した。この測定システムにより高精度で確実な軌跡データと力情報を収集可能となった。この測定システムは8台のカメラと64チャンネルのアナログ信号の測定が可能であり、画像データとアナログデータを完全に同期して収集できる。
これらのことから、研究は、概ね順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度に試作した運動支援機器の負荷装置をベースに平成26年度は手足を屈曲・伸展動作させ全身運動が可能な運動補助装置を試作した。
この運動補助装置を利用して高齢者・障害者に優しいインターフェースを構築する。テーラーメードな運動が実現できる運動支援機器と機能的電気刺激のシステムを融合させて、機能的電気刺激をインターフェースとして用いる。回生抵抗を負荷装置として用い、発電した電気信号を下肢の大腿部に電気刺激としてフィードバックし、自らの運動が電気刺激とする。
また、運動補助機器を利用した各関節の軌跡、足裏部にかかる力(床反力)を測定し、筋骨格モデルを用いて、各関節にかかるモーメント等を評価する。
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| Causes of Carryover |
書籍購入時の割引額等で物品費の次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に物品費として使用する予定です。
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