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滑り転倒現象を再現したトレッドミル上での刺激強度の違いによる転倒回避動作の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K01566
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
研究機関九州大学

研究代表者

中島 康貴  九州大学, 工学研究院, 助教 (00632176)

研究分担者 山本 元司  九州大学, 工学研究院, 教授 (90202390)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019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)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード転倒リスク評価 / 滑り転倒刺激 / トレッドミル / 加速度 / 動作解析 / 可動域 / COM / 安定性 / 滑り転倒リスク / 転倒刺激 / 回避動作戦略 / シミュレーション / 転倒リスク / 回避動作 / 転倒 / 転倒回避動作 / 動作戦略 / 拘束 / 医療・福祉 / リハビリテーション
研究成果の概要

本研究では、転倒のリスクを安全かつ事前に提示可能なシステムの開発を目指して、屋外での摩擦が異なる路面状態での滑り転倒現象を再現したトレッドミルの歩行システムの開発と、実際の転倒回避動作に基づいた新たな転倒リスクの評価指標の確立を行った。特に転倒リスクの評価では、滑り転倒時の股関節角度を制限することで、戦略を分類する実験を行い、それぞれの戦略をもつ被験者では滑り転倒時の安定性、転倒リスクが異なる可能性があることを回避動作中のCOM位置と速度を用いたモデルから確認した。その結果、股関節の屈曲を戦略にもつ被験者は伸展を戦略にもつ被験者と比べて、安定性が低いことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,転倒リスクを安全かつ事前に提示可能なシステムの開発に必要な要素技術である.今後開発するこのシステムが普及することで,これまで医師や専門家が事前に判断することが難しかった,個人の身体能力や転倒リスクを屋内で事前かつ安全に判断することができ,バランス能力等のどの指標に基づいた訓練手法が本人に最も効果的であるか選択し,提示を行うことができる.また,この成果は,ヒトの運動機能の定量化とヒトの運動に応じた機械の制御技術の確立に結び付き,超高齢社会に突入した我が国の多くの高齢者が安全また快適に生活ができるように機械やロボットでアシストする際の技術に応用が可能である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件)

  • [学会発表] 両足支持での滑り転倒回避戦略における安定性指標の提案2019

    • 著者名/発表者名
      小林太一, 中島康貴, 山本元司
    • 学会等名
      第20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(SI 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 車椅子介助における介助者の車椅子操作の力学特性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      門松寛幸, 實松建吾, 中島康貴, 山本元司
    • 学会等名
      第20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(SI 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Pointing Device That Directly Measures the Tilt Angles of a Head2019

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Uchino, Yasutaka Nakashima, Taiki Moriyama, Masafumi Nakamura, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      the 2019 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人頭部の傾き可動域の検討とポインティングデバイスの操作性向上への応用2019

    • 著者名/発表者名
      内野聡一郎, 中島康貴, 森山大樹, 中村雅史, 山本元司
    • 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(ROBOMECH 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 斜板落下式外乱印加によるヒト立位安定性評価2019

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 松尾泰志, Pham Hoang Tung, 戸越勉, 山本元司
    • 学会等名
      第24回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Classification for Two Recovery Action Strategies in Slipping Fall2019

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kobayashi, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      the 2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physical Burden on Caregivers Pushing Wheelchairs2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kadomatsu, Suguru Sudo, Yasutaka Nakashima, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      the 2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fall Prevention Analysis during a Fall Stimulus using the Differential Velocity of a Split Belt Treadmill2018

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Nakashima, Shintaro Ueki, Taichi Kobayashi, Hiroki Notsuka, Takanori Fukui, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      World Automation Congress (WAC) 2018,16th International Symposium on Robotics and Applications (ISORA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous Wrist Joint Control using Muscle Deformation on Forearm Skin2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kato, Masato Hirabayashi, Yuya Matsumoto, Yasutaka Nakashima, Yo Kobayashi, Masakatsu G. Fujie
    • 学会等名
      the 2018 IEEE International Conference of the Robotics and Automation (ICRA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 柔軟で軽量な歩行アシストスーツを用いた左右非対称性を緩和するアシスト効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 河野一郎, 中島康晴, 山本元司
    • 学会等名
      第23回ロボティクスシンポジア
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑り転倒実験での転倒,転倒回避の定量的評価2018

    • 著者名/発表者名
      小林太一, 中島康貴, 山本元司
    • 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(SI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト立位安定性の評価手法の提案2018

    • 著者名/発表者名
      松尾泰志, Pham Hoang Tung, 戸越勉, 中島康貴, 山本元司
    • 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(SI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 関節支持機構を持たない軽量かつ柔軟な歩行アシストスーツの開発とその臨床応用2018

    • 著者名/発表者名
      河野一郎, 藤田努, 上島隆秀, 阿波村龍一, 岡澤和哉, 川口謙一, 山本元司, 中島康貴, 中島康晴
    • 学会等名
      第2回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑り転倒時の異なる転倒回避戦略の安定性評価2018

    • 著者名/発表者名
      小林太一, 中島康貴, 山本元司
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 術後に筋力回復が得られなかった人工股関節置換術後例における軽量かつ柔軟なアシストスーツ装着による即時的効果2018

    • 著者名/発表者名
      藤田努, 河野一郎, 上島隆秀, 阿波村龍一, 岡澤和哉, 川口謙一, 山本元司, 中島康貴, 中島康晴
    • 学会等名
      日本リハビリテーション医学会 第55回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 可動域拘束に基づいた転倒リスク評価のための股関節角の制限手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      小林太一, 中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 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(ROBOMECH 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑り転倒刺激実験における転倒回避動作の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 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(ROBOMECH 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑り転倒刺激実験における転倒回避動作の解析と回避動作戦略の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会(JSME 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 滑り転倒時における拘束条件や刺激強度の違いが転倒回避戦略に及ぼす影響の検討2017

    • 著者名/発表者名
      小林太一, 中島康貴, 山本元司
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会(RSJ 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トレッドミルの左右の速度差を用いた滑り転倒刺激実験における転倒回避動作戦略の検証2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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