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姿勢変換と移動行為を支援するソフトロボットアシスト技術の創成

研究課題

研究課題/領域番号 17H01251
研究種目

基盤研究(A)

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
研究機関筑波大学

研究代表者

鈴木 健嗣  筑波大学, システム情報系, 教授 (30350474)

研究分担者 羽田 康司  筑波大学, 医学医療系, 教授 (80317700)
門根 秀樹  筑波大学, 医学医療系, 助教 (90599820)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2017年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード人支援ロボティクス / ロボット支援機器 / 医療・福祉 / 脳・神経 / リハビリテーション
研究成果の概要

本研究では,脊椎・脊髄損傷者(以下,脊損者)や脳性麻痺児といった運動機能障害を有する人々を対象とし,本人の意志による随意的な姿勢変換やその訓練,および移動行為を支援するためソフトロボットアシスト技術に関する成果を得た.ここでは,臥位・座位・立位姿勢遷移の生体力学的解析に基づく姿勢変換支援に関する基礎研究と,日常生活活動の質を劇的に変容させる姿勢変換・移動行為支援機器に関する応用研究の開発,小児に対する姿勢ケアの早期介入や,移動行為支援に関する臨床研究を実施することで,姿勢変換と移動行為を支援するソフトロボットアシスト技術の創成を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案手法は,運動学及び生体力学に基づく詳細な解析結果に基づき,実機を構築することでその実現可能性を示すものである.ここでは,人と機械が一体となって動作する装着型や搭乗型の支援機器を実現するため,人と機械との相互作用を力学系を介するエネルギーの流れとして捉え,人が有する残存機能を最大活用するソフトロボットアシスト技術を深化させるという学術的に大きな成果を得た.また,残存機能を活用するための新たな方法論を提案し,生活を支えるモビリティを革新的に進歩させる新たな分野を拓くものであり,一般環境下で移動困難を抱える多くの人々が抱える社会問題の解決に資する等社会的意義も大きいと考える.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 6件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学ローザンヌ校(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドン(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Passive Flow Control for Series Inflatable Actuators: Application on a Wearable Soft-Robot for Posture Assistance2021

    • 著者名/発表者名
      Paez-Granados Diego, Yamamoto Takehiro, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 6 号: 3 ページ: 4891-4898

    • DOI

      10.1109/lra.2021.3070297

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Gait Motion Changes by Intervention Using Robot Suit Hybrid Assistive Limb (HAL) in Myelopathy Patients After Decompression Surgery for Ossification of Posterior Longitudinal Ligament2021

    • 著者名/発表者名
      Ezaki Seioh, Kadone Hideki, Kubota Shigeki, Abe Tetsuya, Shimizu Yukiyo, Tan Chun Kwang, Miura Kousei, Hada Yasushi, Sankai Yoshiyuki, Koda Masao, Suzuki Kenji, Yamazaki Masashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurorobotics

      巻: 15 ページ: 650118-650118

    • DOI

      10.3389/fnbot.2021.650118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in Muscle Synergy Symmetry Between Subacute Post-stroke Patients With Bioelectrically-Controlled Exoskeleton Gait Training and Conventional Gait Training2020

    • 著者名/発表者名
      Tan Chun Kwang, Kadone Hideki, Watanabe Hiroki, Marushima Aiki, Hada Yasushi, Yamazaki Masashi, Sankai Yoshiyuki, Matsumura Akira, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 8 ページ: 770-770

    • DOI

      10.3389/fbioe.2020.00770

    • NAID

      120007165459

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stair-climbing wheelchair with lever propulsion control of rotary legs2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kai, Eguchi Yosuke, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 34 号: 12 ページ: 802-813

    • DOI

      10.1080/01691864.2020.1757505

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control Interface for Hands-free Navigation of Standing Mobility Vehicles based on Upper-Body Natural Movements2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Yang, Paez-Granados Diego, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Proc. of the 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)

      巻: 1 ページ: 11322-11329

    • DOI

      10.1109/iros45743.2020.9340875

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sock-Type Wearable Sensor for Estimating Lower Leg Muscle Activity Using Distal EMG Signals2019

    • 著者名/発表者名
      Isezaki Takashi, Kadone Hideki, Niijima Arinobu, Aoki Ryosuke, Watanabe Tomok, Kimura Toshitaka, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 号: 8 ページ: 1954-1954

    • DOI

      10.3390/s19081954

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Socially Assistive Mobile Platform for Weight-Support in Gait Training2019

    • 著者名/発表者名
      Leme Bruno, Hirokawa Masakazu, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      International Journal of Social Robotics

      巻: - 号: 3 ページ: 459-468

    • DOI

      10.1007/s12369-019-00550-x

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Head Anticipation During Locomotion With Auditory Instruction in the Presence and Absence of Visual Input2019

    • 著者名/発表者名
      Dollack Felix, Perusqua-Hern?ndez Monica, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fnhum.2019.00293

    • NAID

      120007165455

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muscle Synergies During Repetitive Stoop Lifting With a Bioelectrically-Controlled Lumbar Support Exoskeleton2019

    • 著者名/発表者名
      Tan Chun Kwang, Kadone Hideki, Miura Kousei, Abe Tetsuya, Koda Masao, Yamazaki Masashi, Sankai Yoshiyuki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 13 ページ: 142-142

    • DOI

      10.3389/fnhum.2019.00142

    • NAID

      120007132788

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Torso Control System with a Sensory Safety Bar for a Standing Mobility Device2019

    • 著者名/発表者名
      Yang, C., Paez, D. and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      Proc. of the 2019 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimized Design of a Variable Viscosity Link for Robotic AFO2019

    • 著者名/発表者名
      Hassan Modar、Yagi Keisuke、Kadone Hideki、Ueno Tomoyuki、Mochiyama Hiromi、Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)

      巻: 1 ページ: 6220-6223

    • DOI

      10.1109/embc.2019.8856773

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] LifeChair: A Conductive Fabric Sensor-Based Smart Cushion for Actively Shaping Sitting Posture2018

    • 著者名/発表者名
      Ishac Karlos、Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 号: 7 ページ: 2261-2261

    • DOI

      10.3390/s18072261

    • 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] Feasibility of Synergy-based Exoskeleton Robot Control in Hemiplegia2018

    • 著者名/発表者名
      Hassan, M., Kadone, H., Ueno, T., Hada, Y., Sankai, Y. and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Neural System and Rehabilitation Engineering

      巻: 26(6) 号: 6 ページ: 1233-1242

    • DOI

      10.1109/tnsre.2018.2832657

    • 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] Robot-assisted voluntary initiation reduces control-related difficulties of initiating joint movement2018

    • 著者名/発表者名
      Gruneberg, P., Kadone, H., Kuramoto, N., Ueno, T., Hada, Y., Yamazaki, M., Sankai, Y. and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13(3) 号: 3 ページ: e0194214-e0194214

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0194214

    • 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] An Active Rotary-legs Mechanism for Stair-climbing Mobility Vehicle2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, K. and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 3(3) 号: 3 ページ: 2237-2244

    • DOI

      10.1109/lra.2018.2812224

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Standing Mobility Device with Passive Lower Limb Exoskeleton for Upright Locomotion2018

    • 著者名/発表者名
      Eguchi, Y., Kadone, H., and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 23(4) 号: 4 ページ: 1608-1618

    • DOI

      10.1109/tmech.2018.2799865

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Child-Sized Passive Exoskeleton for Supporting Voluntary Sitting and Standing Motions2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kai, Sugimoto Minatsu, Sugiyama Taisei, Paez Granados Diego Felipe, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      巻: - ページ: 5457-5462

    • DOI

      10.1109/iros.2018.8593744

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Synergetic Voluntary Control for Exoskeleton based on Spinal Cord Mapping of Peripheral Bioelectric Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Shotaro, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      巻: - ページ: 2274-2279

    • DOI

      10.1109/iros.2018.8593695

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unpowered Lower-Body Exoskeleton with Torso Lifting Mechanism for Supporting Sit-to-Stand Transitions2018

    • 著者名/発表者名
      Granados Diego Felipe Paez, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      巻: - ページ: 2755-2761

    • DOI

      10.1109/iros.2018.8594199

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimating the Lower Leg Muscle Activity from Distal Biosignals around the Ankles2017

    • 著者名/発表者名
      Isezaki, T., Watanabe, T., Yamada, T., Kadone, H., and Suzuki, K.
    • 雑誌名

      Proc. of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'17)

      巻: - ページ: 4102-4105

    • DOI

      10.1109/embc.2017.8037758

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Control Interface for Hands-free Navigation of Standing Mobility Vehicles based on Upper-Body Natural Movements2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Yang, Paez-Granados Diego, Kadone Hideki, Suzuki Kenji
    • 学会等名
      2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Empowering People: Social assistive robots and its impacts on the quality of life2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Suzuki
    • 学会等名
      Ethical aspects of digital solutions in nursing care. An interdisciplinary and cross-sectoral dialogue
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Human Robotics for Augmenting and Empowering People2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Suzuki
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elderly Care Technology for Empowering People in Their Daily Lives2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Suzuki
    • 学会等名
      ICRA2018 Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 立ち上がって移動する

    • URL

      http://www.ai.iit.tsukuba.ac.jp/research/046-j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 階段を越え車椅子で移動する

    • URL

      http://www.ai.iit.tsukuba.ac.jp/research/065-j.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] ・支援機構、及びこれを用いた移動装置2020

    • 発明者名
      鈴木健嗣,江口洋丞,パエズディエゴ,門根秀樹,佐々木海
    • 権利者名
      鈴木健嗣,江口洋丞,パエズディエゴ,門根秀樹,佐々木海
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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