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姿勢を矯正しつつ歩容改善するための歩行訓練器開発とその臨床評価

研究課題

研究課題/領域番号 15H03951
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 知能機械学・機械システム
研究機関高知工科大学

研究代表者

王 碩玉  高知工科大学, システム工学群, 教授 (90250951)

研究分担者 向殿 政男  明治大学, 理工学部, 名誉教授 (00061987)
石田 健司  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (10274367)
細田 里南  高知大学, 医学部附属病院, 理学療法士 (10626138)
藤江 正克  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (20339716)
永野 靖典  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (30380372)
榎 勇人  徳島文理大学, 保健福祉学部, 教授 (40598538)
井上 喜雄  高知工科大学, 総合研究所, 教授 (50299369)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード姿勢矯正 / 歩容改善 / 全方向歩行 / 訓練器 / 安全性確保 / 転倒予防 / 全方向移動機構 / 低振動 / オムニホイール / 歩行訓練器 / 歩行の質 / 歩容 / 姿勢 / 全方向移動技術 / 歩行訓練 / 体幹姿勢 / 全方向歩行訓練 / 安全性型アクチュエータ / 高齢者の歩行訓練 / 安全性 / 人間機械システム / 全方向
研究成果の概要

高齢者の歩行訓練では、歩行距離(1日何歩以上歩く)など量的指導が主流である。しかし、歩行には、量と質の両面がある。 歩行の質(歩幅距離や速度、床反力など)は直接に歩容へ反映する。歩容が悪くなると、転倒リスクが増える。本研究では、高齢者の歩容改善を大目的として、歩行の質を向上する歩行訓練器を開発した。本歩行訓練器は安全性も確保されており、高齢者は安心感を持って歩容を改善できるので、転倒の予防に極めて有効です。最後に臨床試験によりその有効性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢者の歩行訓練では、量的指導が主流である。しかし、歩行には、量と質の両面がある。 歩行の質(歩幅距離や速度、床反力など)は直接に歩容へ反映する。歩容が悪くなると、転倒リスクが増える。本研究では、高齢者の歩容改善を大目的として、歩行の質を向上する歩行訓練器を開発した。本歩行訓練器は安全性も確保されており、高齢者は安心感を持って歩容を改善できるので、転倒の予防に極めて有効です。最後に臨床試験によりその有効性を検証した。本研究で得られている知見は、リハビリテーション医学および福祉ロボットとの二分野に貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2020 2019 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Dynamic Output Feedback Control for a Walking Assistance Training Robot to Handle Shifts in the Center of Gravity and Time-varying Arm of Force in Omniwheel2020

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang and Ping Sun
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: 17 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1177/1729881419846737

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interaction Forces Identification Modeling and Tracking Control for Rehabilitative Training Walker2019

    • 著者名/発表者名
      PingSun, WenjiaoZhang, ShuoyuWang and HongbinChang
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 23 号: 2 ページ: 183-195

    • DOI

      10.20965/jaciii.2019.p0183

    • NAID

      130007617207

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2019-03-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracking Control and Identification of Interaction Forces for a Rehabilitative Training Walker whose Centre of Gravity Randomly Shifts2019

    • 著者名/発表者名
      Ping Sun, Shuoyu Wang and Hongbin Chang
    • 雑誌名

      International Journal of Control

      巻: Published online 号: 5 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/00207179.2019.1635271

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Output tracking control for an omnidirectional rehabilitative training walker with incomplete measurements and random parameters2017

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Ping Sun, Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Systems Science

      巻: 48 ページ: 2509-2521

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A robust adaptive tracking control method for a rehabilitative walker using random parameters2017

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Ping Sun, Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Control

      巻: 90 ページ: 1446-1456

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Redundant input safety tracking for omnidirectioanl rehabilitative training walker with control constraints2017

    • 著者名/発表者名
      Ping Sun and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      Asian Jouranl of Control

      巻: 19 ページ: 116-130

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A new directional-intent recognition method for walking training using an omnidirectional robot2017

    • 著者名/発表者名
      Yina Wang and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent and Robotic Systems

      巻: 87 ページ: 231-246

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High path tracking control of an intelligent walking-support robot under time-varying frictions and unknown parameters2017

    • 著者名/発表者名
      Yina Wang, Shuoyu Wang, Kenji Ishida, Yo Kobayashi, Masakatsu G Fujie and Takeshi Ando
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 31 ページ: 739-752

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Guaranteed Cost Non-fragile Tracking Control for Omnidirectional Rehabilitative Training Walker with Velocity Constraints,2016

    • 著者名/発表者名
      Ping Sun and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Control, Automation and Systems

      巻: 14 ページ: 1340-1351

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Output Feedback Tracking Control for Omnidirectional Rehabilitative Training Walker with Random Parameters2016

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Ping Sun and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 10 ページ: 1225-1232

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Motion Controller Design for a Walking Support Robot Utilizing Acceleration and Speed Information of Desired Trajectory2016

    • 著者名/発表者名
      Yina Wang, and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications (ICIC-ELB)

      巻: 7 ページ: 271-277

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Vacuuming Assistance Method for Lower Limb handicapped by ILSR2016

    • 著者名/発表者名
      Bo Shen, Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 10 ページ: 2513-2520

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Motion Controller Design for a Walking Support Robot Utilizing Acceleration and Speed Information of Desired Trajectory2016

    • 著者名/発表者名
      Yina Wang, and Shuoyu Wang
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B

      巻: 7 ページ: 271-277

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Investigation of Factors Related to Bimodality of Floor Reaction Force Vertical Component During Walking in Community-dwelling Elderly Population:Examination of Trunk Posture and Spinal Mobility, Gait Instruction2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Enoki, Kenji Ishida, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      ISPRM2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 歩行支援機による立ち上がり支援方法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      西垣 尚也, 王 碩玉,瀋 博,榎 勇人,石田健司
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会第20回計測自動制御学会SI講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 歩行訓練機による膝角度変化時の歩行と立位歩行の筋肉使用度合の比較2019

    • 著者名/発表者名
      舛 健太, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 ソフトロボティックス研究会 第17回ポトラック&ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢制御型歩行訓練機による下肢筋肉の使用度合の関係2019

    • 著者名/発表者名
      中村 健, 王 碩玉, 瀋 博
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 ソフトロボティックス研究会 第17回ポトラック&ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脚部表面筋電位を用いた歩行方向意図識別手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福本 勇樹,王 碩玉,瀋 博
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第56期総会・講演会論文集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 歩行訓練における座位状態と立位状態との類似性について2017

    • 著者名/発表者名
      宮島彰利,王碩玉,王義娜,榎勇人
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第47回学生員卒業研究発表講演会論文集
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fault Diagnosis and Control of a Cushion Robot Considering Actuator Degradation2017

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang, Ping Sun
    • 学会等名
      The 2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracking Control for Omnidirectional Rehabilitative Training Walker with Center of Gravity Shift and Fault Input2017

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang, Ping Sun,and Bo Shen
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Innovative Computing, Information and Control, 12th ICICIC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Path Tracking Control of an Indoor Transporation Robot Utilizing Future Information of the Desired Trajectory2017

    • 著者名/発表者名
      Yina Wang, Junyou Yang, and Shuoyu Wang
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Innovative Computing, Information and Control, 12th ICICIC
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ディジタル加速度制御による無方向性四輪車の走行制御2016

    • 著者名/発表者名
      森陽介,王碩玉,瀋博
    • 学会等名
      第29 回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 歩行動作における脚部表面筋電位の特徴抽出2016

    • 著者名/発表者名
      福本勇樹,王碩玉,王義娜,榎勇人
    • 学会等名
      第29 回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] コンパクトなオムニホイールの開発2016

    • 著者名/発表者名
      藤川知寿,王碩玉,瀋博
    • 学会等名
      第29回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 歩行支援機の制御パラメータの最適化システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      王 義娜,王 碩玉, 石田 健司,小林 洋,藤江 正克,安藤 健
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 下肢障がい者の自立生活支援ロボットの開発2016

    • 著者名/発表者名
      瀋博,王碩玉
    • 学会等名
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive Control for an Omnidirectional Rehabilitative Training Walker with Center of Gravity Shifts and Unknown Visual Servo Parameters2016

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      The 10th ICME International Conference on Complex Medical Engineering (CME 2016), pp.37,Tochigi,August,2016.
    • 発表場所
      china
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive Control for an Omnidirectional Rehabilitative Training Walker with Center of Gravity Shifts and Unknown Visual Servo Parameters2016

    • 著者名/発表者名
      Hongbin Chang, Shuoyu Wang
    • 学会等名
      International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 発表場所
      Harbin
    • 年月日
      2016-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 高知工科大学 知能ロボティクス研究室

    • URL

      http://www.lab.kochi-tech.ac.jp/robotics/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 高知工科大学

    • URL

      http://www.lab.kochi-tech.ac.jp/robotics/index.htm

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 高知工科大学

    • URL

      https://www.kochi-tech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 知能ロボティクス研究室

    • URL

      http://www.lab.kochi-tech.ac.jp/robotics/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2023-12-25  

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