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細径マッキベン型空気圧人工筋肉を用いた前腕欠損児のための動力義手の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K10694
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関大阪工業大学

研究代表者

谷口 浩成  大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 准教授 (00508955)

研究分担者 脇元 修一  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40452560)
森永 浩介  広島国際大学, 総合リハビリテーション学部, 助教 (40734760)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード動力義手 / ソフトアクチュエータ / ソフトロボティクス / 空気圧人工筋肉 / 小児 / 空気圧 / 人工筋肉 / 前腕動力義手 / 細径マッキベン型空気圧人工筋肉
研究成果の概要

本研究では,小児用の前腕動力義手の試作と機械的な基本性能の評価を行った.アクチュエータに細径マッキベン型空気圧人工筋肉を用い,高い安全性と日常生活での実用性を備え,軽くて見た目も装飾義手と遜色がなく,人間らしい動きができる小児用前腕動力義手を開発した.
また,開発した前腕動力義手を欠損児に使ってもらい,日常生活を想定したモデルケースにおいて,動力義手の操作性や耐久性などを総合的に評価した.これらの内容により,提案する義手の有用性を実証し,実用化への基盤を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,先天的あるいは後天的に上肢に欠損を抱える小児の日常生活の補助を目的とした,空気圧人工筋を用いた小児用動力義手を開発した.本研究成果は,ソフトロボティクスに関連する要素技術開発および応用であり,これらの分野における学術的意義は非常に高いと考えられる.
また,開発した義手は,従来の筋電義手と比べて非常に動作速度が早く,使いやすいことが明らかとなった.被験者が使用している外国製の筋電義手では,把持に失敗し,把持をやり直すなど,繰り返し指の開閉動作をする際にストレスを感じると被験者は述べており,本義手は新たな義手としての可能性を示した.このことから,社会的意義も高いと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Realistic and Highly Functional Pediatric Externally Powered Prosthetic Hand Using Pneumatic Soft Actuators2020

    • 著者名/発表者名
      Hironari Taniguchi, Nobuo Takemoto, Ren Yakami, Shuichi Wakimoto, Takero Oshikawa, Kosuke Morinaga, and Takefumi Kanda
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 32 号: 5 ページ: 1034-1043

    • DOI

      10.20965/jrm.2020.p1034

    • NAID

      130007928004

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2020-10-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 装飾性と機能性を兼ね備えた小児用前腕動力義手2020

    • 著者名/発表者名
      八上 廉,谷口 浩成,脇元 修一,押川 丈朗,森永 浩介
    • 学会等名
      第41回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of an Externally Powered Prosthetic Hand for Children Using Miniature McKibben Soft Actuators2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Takemoto, Hironari Taniguchi, Shuichi Wakimoto, Kouyou Asano, Kousuke Morinaga, Takehumi Kanda
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Pediatric Externally Powered Prosthetic Hand2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Takemoto, Hironari Taniguchi
    • 学会等名
      2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 製紐技術を利用した空気圧人工筋の用途開拓2019

    • 著者名/発表者名
      脇元修一
    • 学会等名
      第24回岡山リサーチパーク研究・展示発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 細径McKibben型人工筋を使用した小児用義手の設計2018

    • 著者名/発表者名
      浅野皓洋、竹本薫生、谷口浩成、脇元修一、神田岳文
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 細径マッキベン型アクチュエータを用いた小児用前腕動力義手の 試作と性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      竹本 薫生,浅野 皓洋,谷口 浩成,脇元 修一,森永 浩介,神田 岳文
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental design of a myoelectric prosthesis hand for children using pneumatic artificial muscles2018

    • 著者名/発表者名
      Koyo Asano, Nobuo Takemoto, Shuichi Wakimoto, Hironari Taniguchi, Kosuke Morinaga, Takafumi Kanda
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 空気圧ソフトアクチュエータを用いた小児用前腕動力義手

    • URL

      https://www.flexibleroboticslab.com/phand

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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