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個人への対応に配慮した身体運動の力学的評価と身体運動支援機器の設計

研究課題

研究課題/領域番号 15300199
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大日方 五郎  名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (50111315)

研究分担者 川合 忠雄  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20177637)
長谷 和徳  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10357775)
中山 淳  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70270212)
島田 洋一  秋田大学, 附属病院, 助教授 (90162685)
巖見 武裕  秋田大学, 工学資源学部, 講師 (10259806)
宮脇 和人  秋田県工業技術センター, 主任研究員
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2003年度: 9,900千円 (直接経費: 9,900千円)
キーワード筋骨格系 / シミュレーション / 2足歩行 / 車椅子 / 剛体リンクモデル / モデルベースアプローチ / 身体運動支援 / 身体運動シミュレーション / 車いす / 支援機器設計 / リハビリテーション / 筋骨格モデルの同定 / 福祉機器 / 歩行動作再建 / パラメータ同定 / 運動シミュレーション / 身体運動評価技術
研究概要

身体筋骨格系に対応した筋類似のアクチュエータを付着させた剛体リンクモデルを用いた身体運動の力学的評価とその評価に基づいた身体運動支援機器の設計について研究した。車椅子を個人に適合させる問題では、対象者の発生可能関節トルクや体節の寸法を対象者に合わせたリンクモデルを構築し、車椅子駆動の実測値に基づいて駆動フォームや対象者に適合する車椅子の寸法などを数理計画的に割り出す方法を提案し、実験によってその有効性を確認した。3次元の股義足歩行のシミュレータを開発し、関節角や床反力の実測値と比較することによって、このシミュレータを用いて股義足を設計することが可能なことを確認した。肩関節亜脱臼の治療に機能的電気刺激を用いることを提案し、肩の筋骨格モデルによるシミュレーションを用いて、実際の治療が可能であることを確認した。これは、実際に電気刺激装置を埋め込んだ患者の実験と比較されシミュレーションが同様の治療の事前予測に有効であることがわかった。立位における姿勢安定性を定量的に評価することを目的に、この安定性に関与すると思われる生体内要素を組み込んだモデルを提案した。このモデルを用いた安定化メカニズムの評価は今後の課題である。姿勢安定化に重要な役割を果たす前庭系のモデルを個人の動作を予測できるようにする研究を行った。GAを用いたパラメータ探索によって、個人ごとにその前庭動眼反射を精度よく予測するモデルが得られた。これは、前庭系への関与が考えられる脳の高次機能に対する負荷(メンタルワークロード)を評価する際に利用することができることを実験的に確かめた。
本研究によって、身体運動の評価と身体運動支援機器の設計にモデルベースアプローチが有効であることが確認でき、本研究では開発した種々のモデルを活用して人間の支援を行う機器を設計していく基礎が確立できた。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (45件) 図書 (1件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] 前庭動眼反射機能に及ぼすワークロードの影響評価2006

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 梶原康弘, 柴田直生, 長谷和徳
    • 雑誌名

      バイオメカニズム 18(掲載決定済み)

    • NAID

      110007325973

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 車いす最適設計のための3次元上肢運動解析2006

    • 著者名/発表者名
      三浦弘樹, 佐々木誠, 大日方五郎, 巖見武裕, 長谷和徳
    • 雑誌名

      バイオメカニズム 18(掲載決定済み)

    • NAID

      110007325966

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of Mental Workloads Affecting on Vestibulo-Ocular Reflex2006

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Kajiwara, Y., Shibata, N., Hase, K.
    • 雑誌名

      Biomechanisms Vo.18 (in print)

    • NAID

      110007325973

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation and improvement method in wheelchair propulsion2006

    • 著者名/発表者名
      Miura, H., Sasaki, M., Obinata, G., Iwami, T., Hase, K.
    • 雑誌名

      Biomechanisms Vo.18 (in print)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 前庭動眼反射機能に及ぼすワークロードの影響評価2006

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 梶原康弘, 柴田直生 他
    • 雑誌名

      バイオメカニズム 18(掲載決定済)

    • NAID

      110007325973

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 車いす最適設計のための3次元上肢運動解析2006

    • 著者名/発表者名
      三浦弘樹, 佐々木誠, 大日方五郎 他
    • 雑誌名

      バイオメカニズム 18(掲載決定済)

    • NAID

      110007325966

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 身体機能のダイナミクスを考慮した運動生成シミュレーションとその医療福祉応用2005

    • 著者名/発表者名
      長谷和徳
    • 雑誌名

      シミュレーション 24・1

      ページ: 15-22

    • NAID

      110003969599

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 車椅子駆動におけるモデルベースアプローチ2005

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 巖見武裕 他3名
    • 雑誌名

      シミュレーション 24・1

      ページ: 23-31

    • NAID

      110003969600

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 医工学連携-近未来の義肢装具を目指して身体運動のモデリングに基づく支援機器の設計2005

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 長谷和徳
    • 雑誌名

      日本義肢装具学会誌 21・2

      ページ: 81-88

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 車いす駆動における上肢負荷の解析2005

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠, 巖見武裕, 大日方五郎 他3名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 71・702

      ページ: 654-660

    • NAID

      110006264579

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リハビリ向けの歩行シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      長谷和徳
    • 雑誌名

      情報処理 46・12

      ページ: 1343-1348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer simulation of human gait for gerontechnology2005

    • 著者名/発表者名
      Hase, K., Obinata, G., A.Nakayama
    • 雑誌名

      Gerontechnology, (Conference Issue 252)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instrument and evaluation of wheelchair propulsion for user friendly matching2005

    • 著者名/発表者名
      Miura, H., Sasaki, M., Obinata, G., Iwami, T., et al.
    • 雑誌名

      Grerontechnology, (Conference Issue 253)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamical Simulation Generating Human Movements and Its Applications to Rehabilitation2005

    • 著者名/発表者名
      Hase, K
    • 雑誌名

      Simulation Vol.24, No.1

      ページ: 15-22

    • NAID

      110003969599

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Model Based Approaches for Wheelchair Propulsion2005

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Iwami, T., Sasaki, M., Miura, M., Miyawaki, K.
    • 雑誌名

      Simulation Vol.24, No.1

      ページ: 23-31

    • NAID

      110003969600

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Model Based Approach for Designing Assistive Deviceds of Human Movement2005

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society of Prosthetics and Orthotics Vol.21, No.2

      ページ: 81-88

    • NAID

      10015448418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biomechanics Analysis of the Upper Limb During Wheelchair Propulsion2005

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, M., Iwami, T., Obinata, G., et al.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Vol.71, No.702

      ページ: 654-660

    • NAID

      110006264579

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Walking Simulation for Rehabilitation2005

    • 著者名/発表者名
      Hase, K.
    • 雑誌名

      IPSJ Magazine Vol.46, No.12

      ページ: 1343-1348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer simulation of human gait for gerontechnology2005

    • 著者名/発表者名
      Hase, K., Obinata, G., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Gerontechnology, Conference Issue

      ページ: 252-252

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instrument and evaluation of wheelchair propulsion for user friendly matching2005

    • 著者名/発表者名
      Miura, H., Sasaki, M., Obinata, G., Iwami, T., Hase, K., Doki, H.
    • 雑誌名

      Gerontechnology, Conference Issue

      ページ: 253-253

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 車いす駆動における上肢負荷の解析2005

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠, 巖見武裕, 大日方五郎 他
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 71・702

      ページ: 654-660

    • NAID

      110006264579

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 車いす駆動における上肢負荷の解析2005

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠, 巖見武裕, 大日方五郎, 他
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 71・702

      ページ: 654-660

    • NAID

      110006264579

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 車椅子駆動におけるモデルベースアプローチ2005

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 巖見武裕, 他
    • 雑誌名

      シミュレーション(日本シミュレーション学会) 24・1(3月掲載)

    • NAID

      110003969600

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 医工学連携-近未来の義肢装具を目指して 身体運動のモデリングに基づく支援機器の設計2005

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 長谷和徳
    • 雑誌名

      日本義肢装具学会誌 21・2(5月掲載)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 最大関節トルクの非対称性を考慮した上肢運動特性の3次元空間表現2004

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠, 巖見武裕, 大日方五郎 他
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 70・697

      ページ: 2661-2667

    • NAID

      110006264064

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ハイブリッドFES2004

    • 著者名/発表者名
      島田洋一, 松永俊樹 他6名
    • 雑誌名

      総合リハビリテーション 32・9

      ページ: 873-879

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controller design of musculoskeletal model for simulating bipedal walking2004

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Annual Conference of the International Functiocal Electrical Stimulation Society (IFESS2004)

      ページ: 222-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new method for identifying rigid link models of lower limbs2004

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hadano, T., Kobayashi, J., et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Task based approach on trajectory planning with redundant manipulators, and its application to wheelchair propulsion2004

    • 著者名/発表者名
      Miura, H., Obinata, G., Sasaki, M., Iwami, T., et al.
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Conf. on Robotics, Automation and Mechatronics (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Spatial Expression of the Manipulation Ability of the Upper Limb Considering Asymmetry of Maximum Joint Torque2004

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, M., Iwami, T., Miyawaki, K., Doki, H., Obinata, G.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Vol.70, No.697

      ページ: 2661-2667

    • NAID

      110006264064

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid FES2004

    • 著者名/発表者名
      Shimada, Y., Matsunaga, T., et al.
    • 雑誌名

      Sogo Rihabiriteshon Vol.32, No.9

      ページ: 873-879

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Controller design of musculoskeletal model for simulating bipedal walking2004

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K, Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 9th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society (IFESS2004)

      ページ: 222-224

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new method for identifying rigid link models of lower limbs2004

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hadano, T., Kobayashi, J., Kurosawa, T., Iwami, T., Kawai, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS, CD-ROM

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Task based approach on trajectory planning with redundant manipulators, and its application to wheelchair propulsion2004

    • 著者名/発表者名
      Miura, H., Obinata, G., Sasaki, M., Iwami, T., Nakayama, A., Hase, K., Doki, H.
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Conf. on Robotics, Automation and Mechatronics, CD-ROM

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 最大関節トルクの非対称性を考慮した上肢運動特性の3次元空間表現2004

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠, 巖見武裕, 大日方五郎, 他
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 70・697

      ページ: 2661-2667

    • NAID

      110006264064

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A New Method for Identifying Rigid Link Models of Lower Limbs2004

    • 著者名/発表者名
      G.Obinata, T.Iwami, et al.
    • 雑誌名

      26th Annual International Conference of the IEEE EMBS (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Controller Design of Musculoskeletal Model for Simulating Bipedal Walking2004

    • 著者名/発表者名
      G.Obinata, K.Hase, A.Nakayama
    • 雑誌名

      9th Annual Conference of the International FES Society

      ページ: 222-224

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 筋骨格系の冗長自由度の運動学的モデリングと医療福祉応用2003

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎, 巖見武裕, 長谷和徳
    • 雑誌名

      バイオメカニズム学会誌 27・4

      ページ: 180-185

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer simulation study for FES walking with a three-dimensional entire-body neuro-musculo-skeletal model2003

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K., Obara, M., Adachi, N., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society (IFESS 2003)

      ページ: 135-136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new method for identifying rigid link model of lower limb2003

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K., Obara, M., Adachi, N., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on Biomecical Engineering (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer aided rehabilitation engineering (CARE) system with a walking model2003

    • 著者名/発表者名
      Hase, K., Obinata, G., Nakayama, A., Obara, M., Adachi, N.
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on Biomedical Engineering (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Kinematic modeling for musculo-skeletal system of redundant degree-of-freedom and its application to medical and welfare problems2003

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Iwami, T., Hase, K.
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Biomechanisms Vol.27, No.4

      ページ: 180-185

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer simulation study for FES walking with a three-dimensional entire-body neuro-musculo-skeletal model2003

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K., Obara, M., Adachi, N., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8^th Annual Conference of the International Functional Electrical Stimulation Society (IFESS2003)

      ページ: 135-136

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new method for identifying rigid link model of lower limb2003

    • 著者名/発表者名
      Obinata, G., Hase, K., Obara, M., Adachi, N., Nakayama, A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on Biomedical Engineering, CD-ROM

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computer aided rehabilitation engineering (CARE) system with a walking model2003

    • 著者名/発表者名
      Hase, K, Obinata, G., nakayama, A., Obara, M., Adachi, N.
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on Biomedical Engineering, CD-ROM

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 高齢者適性ハンドブック2005

    • 著者名/発表者名
      大日方五郎(編集), 長谷和徳(分担執筆)
    • 総ページ数
      100
    • 出版者
      社団法人自動車技術会
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Goro Obinata et al.: "Computer Simulation Study for FES Walking with a Three-Dimensional Entire-Body Neuro-Musculo-Skeletal Model"2003 International Functional Electrical Stimulation Society Conference. 135-136 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大日方五郎 他2名: "筋骨格系の冗長自由度の運動学的モデリングと医療福祉応用"バイオメカニズム学会誌. 27巻・4号. 180-185 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大日方五郎 他4名: "身体剛体リンクモデルのパラメータ同定"第24回バイオメカニズム学術講演会講演予稿集. 75-78 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大日方 五郎 他4名: "ウェアラブルなセンサによる身体運動の計測"第24回バイオメカニズム学術講演会講演予稿集. 155-156 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大日方 五郎 他3名: "外界情報を取り入れた3次元段差歩行シミュレーション"第3回福祉工学シンポジウム講演論文集. 93-96 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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