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ロッカーファンクションにより構築した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K10747
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
研究機関九州工業大学

研究代表者

坂井 伸朗  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60346814)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードMusculoskeletal system / Human walking / Walking robot / Biomimetics / Gait analysis / Musculockelstal system / Waking robot / ヒト歩行 / 二足歩行ロボット / ロッカーファンクション / 筋骨格構成 / 歩行 / 筋骨格モデル
研究成果の概要

本研究はいわゆる2足歩行ロボットの研究に主眼をおくのではなく、ヒト下肢筋骨格構成とその機能発現メカニズムを探ることを目的とする。本研究ではロッカーファンクションの説明の最初に記載される初期荷重応答という、最初の踵接地から膝関節を曲げている歩行様式をとる。各筋はばねにより構成され、現時点でもモデルではそのばねに直列に配置した腱牽引モータを片脚あたり3個持つ。初期荷重応答から連続的に各筋が機能発現し、2次元歩行においてヒト歩行同様の歩容を得た。これにより、ロッカーファンクションとヒト下肢筋骨格構成の密接な関係性が深まった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

もし、機能が本当に理解されているならば、それを人工系で再現できるはずである。本研究では下肢リハビリテーションにおいて一つの指標とされるロッカーファンクション理論を用いて、下肢筋骨格構成を再現した、筋骨格型ロボット歩行シミュレータを実歩行させることに成功した。これにより、ロッカーファンクションを念頭とした歩行リハビリが力学的にも十分に説明がつくこと実証された。

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

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] 脳卒中リハビリテーション支援のためのメカトロシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 伸朗,林 克樹,古場 友貴,渕 雅子,小森 望充,村上 輝夫
    • 雑誌名

      日本設計工学会誌

      巻: 55 ページ: 591-600

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] ロッカーファンクションにより構成した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      坂井伸朗, 野口純平, 渕雅子, 林克樹, 小森望充, 村上輝夫
    • 雑誌名

      臨床歩行分析研究会誌

      巻: 6-2 ページ: 17-25

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 歩行可能なヒト下肢筋骨格シミュレータの開発2020

    • 著者名/発表者名
      龍幸穂, 坂井伸朗, 野口純平, 渕雅子, 林克樹, 小森望充
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 筋骨格型ロボット歩行シミュレータの足趾構造の検証2020

    • 著者名/発表者名
      坂井伸朗, 龍幸穂, 渕雅子, 林克樹, 小森望充
    • 学会等名
      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] ロッカーファンクションにより構築した筋骨格型ロボット歩行シミュレータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      坂井伸朗,渕雅子,林克樹,小森望充,村上輝夫
    • 学会等名
      第40回臨床歩行分析研究会定例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ロボット歩行シミュレータの足部機構の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野口純平,坂井伸朗,渕雅子,林克樹,小森望充,村上輝夫
    • 学会等名
      第39回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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