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同側及び鏡面対称の健側補助を導入した新規な非能動型上肢リハビリ支援システム

研究課題

研究課題/領域番号 16K01586
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
研究機関一般財団法人ファジィシステム研究所

研究代表者

古荘 純次  一般財団法人ファジィシステム研究所, 研究部, 特別研究員 (70107134)

研究分担者 小田 邦彦  大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (10440950)
川平 和美  鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (20117493)
武居 直行  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (70324803)
花山 耕三  川崎医科大学, 医学部, 教授 (80189589)
早川 潔  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (20325575)
福本 貴彦  畿央大学, 健康科学部, 准教授 (10412149)
藤川 智彦  大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (80321420)
森岡 周  畿央大学, 健康科学部, 教授 (20388903)
森本 正治  大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 客員研究員 (40341078)
吉田 晴行  大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (90351486)
和田 太  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (10341512)
堀尾 裕幸  兵庫県立大学, 応用情報科学研究科, 名誉教授 (20157069)
研究協力者 上嶋 優矢  株式会社栗本鐵工所
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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードリハビリ支援システム / バーチャルリアリティ / 力覚提示 / メカトロニクス / 脳卒中 / ロボティクス / 健側補助 / 機能性流体 / 上肢リハビリ支援システム / リハビリテーションロボティクス / 福祉・介護用ロボット
研究成果の概要

寝たきりになる原因の3割近くが、脳卒中などの脳血管疾患である。ロボティクス技術、バーチャルリアリティ技術を用いたリハビリ訓練が、脳卒中のリハビリに対して期待されている。ブレーキを用いて力覚提示を行う上肢リハビリシステムPLEMOシリーズの新規な研究開発を行った。ブレーキを用いた非能動型リハビリ支援システムは、アクチュエータを用いた能動型リハビリ支援システムと異なり本質的安全性を有する。 本研究では、最初に優れた力覚性能を持つ非能動型リハビリ支援システムの研究開発とその理論解析を行った。次に、同側型及び鏡面対称型の健側(非麻痺側)補助機能を持つ上肢リハビリ支援システムの研究開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブレーキで力覚提示を行うシステムの力覚提示可能範囲を理論的に与える研究を行った。これにより、冗長個数のブレーキを用いた力覚提示システムの制御方策の決定が容易になる。従来のMR流体と異なり、粒子の沈降性が無く低速度域特性の良いナノ粒子MR流体を用いて、高性能な2次元力覚提示システムを研究開発した。アクチュエータを用いないで鏡面対称型及び同側型リハビリ支援システムを初めて研究開発した。ブレーキと機構よりなるシステムであり、本質安全性を有する。
脳の可塑性により、脳卒中においては、リハビリによりかなりの回復が可能である。そこで、本研究で開発したシステムは高齢化が進む今後の社会において貢献する。

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

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Research and Development of Rehabilitation Systems for the Upper Limbs “PLEMO” Series2019

    • 著者名/発表者名
      Junji Furusho and Naoyuki Takesue
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 1 ページ: 35-44

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0035

    • NAID

      130007602004

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-02-20
    • 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
  • [雑誌論文] Analysis of Displayable Force Region at Passive-Type Force Display with Redundant Brakes – Development of Rehabilitation System for Upper Limbs PLEMO-Y (Redundant) –2018

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Takesue, Junji Furusho, Shota Mochizuki and Takeaki Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 号: 6 ページ: 880-891

    • DOI

      10.20965/jrm.2018.p0880

    • NAID

      130007535728

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2018-12-20
    • 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
  • [雑誌論文] リハビリテーションロボティクス2018

    • 著者名/発表者名
      古荘純次
    • 雑誌名

      日本ヒューマンケア・ネットワーク学会誌(メディカルオンラインに掲載)

      巻: 16 ページ: 21-32

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Kinectセンサによる机上リーチ動作測定の検査-再検査信頼性2018

    • 著者名/発表者名
      石田圭二,古荘純次,熊谷のぞみ,小林康孝
    • 雑誌名

      実験力学

      巻: 17 号: 4 ページ: 304-311

    • DOI

      10.11395/jjsem.17.304

    • NAID

      130006318293

    • ISSN
      1346-4930, 1884-4219
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ナノ粒子MR 流体ブレーキを用いたパッシブ型上肢リハビリ支援システムPLEMO-Z (Nano-MRF) の開発2019

    • 著者名/発表者名
      武居直行、渡邉岳明、古荘純次、赤岩修一
    • 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2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鏡面対称型健側補助リハビリシステムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉岳明、望月翔太、武居直行、古荘純次
    • 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2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 卓上型・上肢リハビリ支援システムPLEMO-Zの2次試作機の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      望月翔太、武居直行、古荘純次
    • 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2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノ粒子MR流体ブレーキを用いた上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y(Advanced)の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      武居直行、望月翔太、古荘純次
    • 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2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 冗長個数のブレーキを用いたパッシブ型上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y(Redundant) の開発2018

    • 著者名/発表者名
      望月翔太、渡邉岳明、武居直行、古荘純次
    • 学会等名
      Life2018 (第18回日本生活支援工学会大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 冗長個数のブレーキを用いたパッシブ型上肢リハビリ支援システム PLEMO-Y(Redundant) の提示力制御2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉岳明、望月翔太、古荘純次、武居直行
    • 学会等名
      SI2018(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] ブレーキを用いた安全な上肢リハビリ支援システムPLEMO-Y (Redundant)の研究開発2018

    • 著者名/発表者名
      武居直行、古荘純次、渡邉岳明
    • 学会等名
      日本ヒューマンケア・ネットワーク学会 第18回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リハビリテーションロボティクス2017

    • 著者名/発表者名
      古荘純次
    • 学会等名
      日本リハビリテーションネットワーク研究会 ・第17回学術集会(12月3日,東京家政学院大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 上肢リハビリ訓練システム PLEMO シリーズの実用化機 PLEMO-Z の 1 次試作システム2016

    • 著者名/発表者名
      古荘純次
    • 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
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 上肢リハビリ訓練システムPLEMO-Y(科研)の改良2016

    • 著者名/発表者名
      古荘純次
    • 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
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] ロボット制御学ハンドブック,24.3.1 上肢運動機能のリハビリテーションと制御(片手運動機能)2017

    • 著者名/発表者名
      古荘純次,藤川智彦
    • 総ページ数
      1024
    • 出版者
      近代科学社
    • ISBN
      9784764904736
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] (一財)ファジィシステム研究所の古荘純次の個人ページ

    • URL

      http://flsi.cird.or.jp/personal_page/furusho/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 古荘純次(大阪大学名誉教授)のリハビリ関係のホームページ

    • URL

      http://www.eonet.ne.jp/~furusho-reha22/profile.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 古荘純次(大阪大学名誉教授)のリハビリ支援システム関係のホームページ

    • URL

      http://www.eonet.ne.jp/~furusho-reha22/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 一般財団法人ファジィシステム研究所・古荘純次特別研究員の個人ページ

    • URL

      http://flsi.cird.or.jp/personal_page/furusho/index.html

    • 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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