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空気圧人工筋肉を用いたウェアラブル体重免荷アタッチメントデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K01557
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
研究機関秋田県立大学

研究代表者

齋藤 直樹  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (60315645)

研究分担者 佐藤 俊之  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (40315635)
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 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード空気圧 / 人工筋肉 / 体重免荷 / 歩行支援 / 空気圧人工筋肉 / 空気圧システム / 医療・福祉 / 支援機器
研究成果の概要

高齢化社会における健康寿命の延伸を目的として,空気圧人工筋肉を用いた体重免荷機能を持つ歩行支援システムの性能評価および小型アタッチメント開発のための基礎検討を行った.
理想的な体重免荷動作を実現するためにラバーレス人工筋肉の制御性能の向上を検討したが,より効果的な,パッシブな柔らかさを利用した体重免荷動作を用いることとした.
歩行実験システムを実際に構築し,提案する体重免荷動作の効果を実験により確認した結果,床反力や筋活動,膝関節間力の面で有用であることがわかった.これらの実験結果より,シーソー機構を利用した小型システムの基本構造を試作した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

体重免荷機能を有する歩行支援システムは,これからの高齢化社会において重要であると考える.一方で,個人用に提供するシステムであることから,よりシンプルで効果的なシステムの開発が望まれている.そうしたなかで,空気圧人工筋肉の受動的な柔らかさを利用する本研究の成果は,シンプルかつ低コストなシステムでも歩行支援への効果が期待できる成果であり,社会的意義が大きいと考えている.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effects on knee joint force from a body weight load reduction system driven by rubber-less artificial muscle2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito, Toshiyuki Satoh, Norihiko Saga
    • 雑誌名

      Industrial Robot: An International Journal

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Posture Control Considering Joint Stiffness of a Robotic Arm Driven by Rubberless Artificial Muscle2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito and Toshiyuki Satoh
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 10 号: 4 ページ: 503-510

    • DOI

      10.20965/ijat.2016.p0503

    • NAID

      130007673892

    • ISSN
      1881-7629, 1883-8022
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fundamental development and evaluation of body weight load reduction system driven by rubberless artificial muscle2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito, Toshiyuki Satoh
    • 学会等名
      International Conference on Automation, Robotics, Control, and Vision 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空気圧人工筋肉を用いた歩行支援システムによる膝関節間力の低減2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,佐藤俊之
    • 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
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ラバーレス人工筋肉の受動的機械インピーダンス特性2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,佐藤俊之
    • 学会等名
      平成30年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 空気圧人工筋肉を利用した体重免荷方法の筋活動による評価2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,佐藤俊之
    • 学会等名
      平成30年春季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of weight bearing reduction system driven by rubberless artificial muscle2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito, Toshiyuki Satoh
    • 学会等名
      The 10th JFPS International Symposium on Fluid Power
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空気圧人工筋肉駆動型体重免荷システムによる歩行支援制御2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,小澤雄也,佐藤俊之
    • 学会等名
      平成29年春季フルードパワーシステム講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 床反力測定による体重免荷システムの評価2017

    • 著者名/発表者名
      小澤雄也,齋藤直樹,佐藤俊之
    • 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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ラバーレス人工筋肉のヒステリシス補償と位置制御2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹
    • 学会等名
      油空圧技術,Vol.56, No.7
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ラバーレス人工筋肉の構造と実用圧力に置ける耐久性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹
    • 学会等名
      油空圧技術,Vol.56, No.6
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Structure of Rubberless Artificial Muscle and Evaluation of a Lifetime2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito, Toshiyuki Satoh
    • 学会等名
      the 42th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2016)
    • 発表場所
      Palazzo dei Congressi (Firenze, Italy)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒステリシス補償によるラバーレス人工筋肉の位置制御性能の向上2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,佐藤俊之
    • 学会等名
      平成28年秋季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      ワ・ラッセ(青森県青森市)
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 空気圧人工筋肉による体重免荷方法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,山平勇貴,佐藤俊之
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行時筋活動による体重免荷システムの評価2016

    • 著者名/発表者名
      山平勇貴,齋藤直樹,佐藤俊之
    • 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2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 実用圧力におけるラバーレス人工筋肉の耐久性評価2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤直樹,佐藤俊之
    • 学会等名
      平成28年春季フルードパワーシステム講演会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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