Research Project
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
パッシブ型パワーアシストスーツ“スマートスーツ・ライト”は弾性材の張力のみを利用し装着者の筋負担軽減と体幹安定化を行う装具である。これまでにスマートスーツ・ライトの筋力補助効果の対象動作に対する最適設計手法の提案がされている。しかし筋力補助効果と体幹安定化効果が姿勢変化に伴い同時に増加する装具は新規性が高く、体幹安定性まで考慮した設計手法は確立されていない。また従来のパワーアシストスーツの評価では人の動作・特性に与える影響を考慮した例は少ない。本研究では筋力補助効果と体幹安定化効果の同時最適化を目指し、 1.体幹安定化効果による動作・特性変化の解析と、2.筋力補助効果と体幹安定化効果を同時解析可能なモデルの構築を行う。初年度は、補助装具による体幹安定化効果の評価指標として腰関節の剛性を動作計測により推定し、関節剛性変化モデルを提案した。最終年度である今年度は、関節剛性変化モデルを実装可能な腰椎負荷の推定モデルの構築を行った。腰痛症の予防等への応用を考えた際に、全身動作のみならず腰仙椎のアライメントと負荷、それらの補助装具による変化の解析は有用である。そこで、腰椎同士の位置関係を考慮した腰椎負荷の推定モデルを提案した。提案モデルは筋骨格動力学モデルの椎体間に弾性要素を配置することにより、筋張力と椎体の変位、椎間板への圧力の同時推定を可能とした。さらに椎体同士のずれを制限する力として関節剛性の変化モデルを取り入れることにより、補助装具による体幹安定化効果を反映することが可能である。提案手法により、姿勢変化時の椎体重心間距離の解析、椎間板圧迫力の解析を行った。以上により、1. 関節剛性を評価指標とした体幹安定化効果による動作・特性変化の解析を行い、2.筋力補助効果と体幹安定化効果を同時解析可能な筋骨格動力学モデルを構築し、研究計画を達成した。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results, Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results)
Journal of Robotics and Mechatronics
Volume: 26(6) Pages: 791-798
