2014 Fiscal Year Research-status Report
披介護者・介護者に安心安全な介護用機械アームの生体の動特性と反応を利用した開発
| Project/Area Number |
26420167
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
山口 誉夫 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (90323328)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 雄作 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80357904)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 機械力学・制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
生体に接する介護用機械の動特性モデルを人間の視覚の有無や意識するかどうかまで考慮して衝撃応答を解析し，より安心安全な介護担当者や患者の負担軽減の検討を行っている．平成２６年度は，有限要素法に非線形複素ばね要素を非線形複素接触力要素として拡張して用いることを提案した．これを導入し計算コードを開発した．この計算コードで指で運動する物体を止める動作について解析した．力と変形の関係で部分的に変形が力よりも進む現象(予見した動作やあわてた動作で出現)を，偶数次の非線形ばね定数の虚数部の値をチューニングすることで，計算できる可能性が見い出せた．この計算に対応する実験結果を，研究分担者の藤井が提案する浮上質量法で計測し得た．変形の進行にともなう動的な接触力の変化，視覚情報の有無による変化は，実験と計算で一致できた．ここまでの結果をまとめ，「日本機械学会の機械力学計測制御部門の講演会」2件と「第５回国際機械工学研究会議」１件を発表した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時の当初の計画では，平成26年度と平成27年度（次年度）で，「生体と介護機械用高分子材料が組み合わされた時の動特性を人間の視覚の有無や意識するかどうかを考慮した実験で把握する．」ことと「力と変形の関係で部分的に変形が力よりも進む現象(予見した動作やあわてた動作で出現)を考慮した動特性の数値解析モデル化を行い有限要素法へ組み込む．」ことが目標となっていた．今までに，有限要素法に非線形複素ばね要素を非線形複素接触力要素として拡張して用いることを提案し，計算コードを開発した．指で運動する物体を止める動作について計算し視覚情報の有無による動的応答の変化が実験結果と一致する結果を得ている．以上の理由により達成度として「おおむね順調に進展している．」とした．
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度では，生体の指と運動する物体が接触する問題について，視覚情報の有無での動的応答の変化が表現できるような計算法と計算プログラムの開発と検証ができている．平成27年度(次年度)では，さらに異なる種類の生体部位について，視覚情報ありなしで運動する物体との衝突現象を実験と計算で積み上げていく．両者を検証し，より汎用性があるモデルを構築したい．
|
