装飾義手の外観に把持機能を備えた軽量・低コストの電動義手の開発

• 研究課題/領域番号: 16K01549
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 大阪工業大学
• 研究代表者: 吉川 雅博 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 准教授 (40584511)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 義手 / 3Dプリンタ / 医療・福祉

研究成果の概要

本研究は，装飾義手の外観に把持機能を備えた軽量・低コストの電動義手の実現を目的とする．これを実現するため，1)手に酷似した外観を備え，指機構と親和性の高い装飾グローブ，2)モータで牽引するワイヤにより駆動する5指義手，3)湾曲型空気圧人工筋で駆動する5指義手，4)距離センサアレイを用いた手の動作推定手法，について研究を行った．開発した義手は，前腕欠損者が参加したユーザテストで有効性を検証した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，装飾グローブ，ワイヤで駆動する5指義手，湾曲型空気圧人工筋で駆動する5指義手，距離センサアレイを用いた手の動作推定手法，の開発を行った．これらの研究成果を活用することにより，新しい5指義手を実現することが可能となり，前腕欠損者に対して新たな義手の選択肢を提供できる．開発した2種の義手は，ユーザが実際に装着して使用できるレベルを達成している．

研究成果

• [学会発表] F3Hand: A Five-Fingered Prosthetic Hand Driven with Curved Pneumatic Artificial Muscles (2018)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nemoto, Kazunori Ogawa, Masahiro Yoshikawa
  • 学会等名: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation of Hand Motion Based on Forearm Deformation (2018)
  • 著者名/発表者名: Sung-Gwi Cho, Masahiro Yoshikawa, Ming Ding, Jun Takamatsu, Tsukasa Ogasawara
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2018)
  • 国際学会
• [学会発表] F3Hand: 湾曲型空気圧人工筋により駆動する5指義手 (2018)
  • 著者名/発表者名: 根本裕介, 小川和徳, 吉川雅博
  • 学会等名: 第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2018)
• [学会発表] Hand Motion Recognition Using a Distance Sensor Array (2017)
  • 著者名/発表者名: Sung-Gwi Cho, Masahiro Yoshikawa, Ming Ding, Jun Takamatsu, Tsukasa Ogasawara
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (RO-MAN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 前腕形状計測に基づく手の動作認識によるロボットアームの操作 (2017)
  • 著者名/発表者名: 趙崇貴，清川拓哉，友近圭汰，吉川雅博，小笠原 司
  • 学会等名: ヒューマンインタフェースシンポジウム2017
• [学会発表] 距離センサアレイを用いた前腕形状計測に基づく手の関節角度の推定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 趙崇貴, 吉川雅博, 丁明, 高松淳, 小笠原司
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
• [学会発表] 電動回内外機構と受動的把持機構を備える装飾義手の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田将輝，吉川雅博，丁明，高松淳，小笠原司，河島則天
  • 学会等名: 第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2016）
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道，札幌市）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] 前腕の三次元モデルに基づく距離センサアレイによる手の動作認識 (2016)
  • 著者名/発表者名: 趙崇貴, 吉川雅博, 丁明, 高松淳, 小笠原司
  • 学会等名: 第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（SI2016）
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道，札幌市）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] Hand Motion Recognition Based on Forearm Deformation Measured with A Distance Sensor Array (2016)
  • 著者名/発表者名: Sung-Gwi Cho, Masahiro Yoshikawa, Kohei Baba, Kazunori Ogawa, Jun Takamatsu, Tsukasa Ogasawar
  • 学会等名: Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2016)
  • 発表場所: オーランド（アメリカ）
  • 年月日: 2016-08-16
  • 国際学会
• [備考] アシスティブデバイス研究室
  • URL: http://assistive-device.org/index.html
• [備考] 大阪工業大学アシスティブデバイス研究室（研究紹介）
  • URL: http://assistive-device.org/research.html
• [備考] アシスティブデバイス研究室Webサイト
  • URL: http://assistive-device.org/