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残存能力の推定機能を有する制御系設計と下肢運動のリハビリテーション機器への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18760200
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関金沢工業大学

研究代表者

鈴木 亮一  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (50319042)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2007年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード知能機械 / 制御工学 / リハビリテーション / 自立支援
研究概要

平成19年度はつぎの事項について明らかにした。その成果の一部を、別に記載した論文・国際会議論文3件にまとめ、学会発表(招待講演)1件を行った。
1.制御系設計理論の実装と試作機の制御
前年度までに行った制御プログラムの構築をもとに、マイクロコンピュータへ提案する制御系設計理論をマイクロコンピュータへ実装した。内部モデル制御を基盤とした外乱推定特性を利用することで、人間の残存能力をモータにかかる外乱として推定できることを動作確認した。また、制御系全体の安定性についても実験的に確認した。
2.試作機の完成と実験による評価
市販の自転車に改良を加え、下肢運動のためのリハビリテーション機器の試作機を完成した。本試作機の特徴は、使用者の持っている残存能力はそのまま活かし、再生すべき能力のみをサポートする装置構成となっている。実際の実験において、自転車のペダル部にかかる負荷を「残存能力」として推定し、その信号の大小により、モータの入力トルクを適宜生成できていることを確認した。
以上、本研究の成果として得られた知見は、つぎの2点にまとめられる。
● 使用者の残存能力を測定する必要があるとき、付加的な外部センサーを取り付けることなく、それらを推定することができる制御系設計法を提案した。
● 使用者の残存能力を推定し、その機能を回復するための、制御信号を生成する新しいリハビリテーション機器を開発した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 一般化安定化補償器による推定反力を利用したロボットハンドに把持機構の制御2007

    • 著者名/発表者名
      谷正史, 鈴木亮一, 他3名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 Vol.37, No.726

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extended Internal Model Control Scheme for Sensorless Force Control on Uneven Surface2007

    • 著者名/発表者名
      R. Suzuki, 他3名
    • 雑誌名

      Proc. IEEE International Conference on Control Applications

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] State and Disturbance Estimation Based on Internal Model Control Structure and Its Application to Sensorless Grasping Control2007

    • 著者名/発表者名
      R. Suzuki, 他3名
    • 雑誌名

      Proc. the 33rd Annual Conference on the IEEE Industrial Electronics Society

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Detection Based on Internal Model Control and Its Application to an Assistive Device in Rehabilitation Medicine2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮一他4名
    • 雑誌名

      Proceedings of the XII International Symposium on Dynamic Problems of Mechanics

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 一般化安定化補償器による推定反力を利用したロボットハンドの把持機構の制御2006

    • 著者名/発表者名
      谷正史, 鈴木亮一他2名
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 73・726

      ページ: 142-149

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 低次元オブザーバを利用したサーボ特性を持つ一般化内部モデル制御の構成法2006

    • 著者名/発表者名
      谷正史, 鈴木亮一他2名
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 42・9

      ページ: 1027-1034

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Disturbance Estimation by Generalized Internal Model Control and Its Application to Assistive Device for Rehabilitation Technology2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮一他5名
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Control Applications

      ページ: 921-926

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Internal Model Control Scheme for Sensorless Force Control and Its Application to Rubbing Machines2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮一他3名
    • 雑誌名

      Proceedings of the 1^<st> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

      ページ: 342-347

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Design of Functional Observer for Linear System with Unknown Disturbance and Its Application to Disturbance Attenuation2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木亮一他4名
    • 雑誌名

      Proceedings of the 1^<st> IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications

      ページ: 203-208

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Assistive Devices for Rehabilitation Technology2007

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Suzuki
    • 学会等名
      52nd International Scientific Colloquium
    • 発表場所
      ドイツ・イルメナウ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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