| 研究課題/領域番号 |
18K12150
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 西日本工業大学 |
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研究代表者 |
園田 隆 西日本工業大学, 工学部, 准教授 (70750339)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 膝継手 / 大腿義足 / 歩行機能再建 / 機構設計 / 繊維結合型関節 / 膝継手設計 / 非線形計画問題 / リー代数導入による設計 / モーションキャプチャーによる歩行分析 / 模擬義足 / 歩行分析 / 補装具 / バイオメカニズム / 運動機能再建 |
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| 研究成果の概要 |
靭帯と骨格を模した膝継手により失われた膝関節の代償能力と歩行機能の再建可能性を明らかにするために以下の研究成果を得た．まず，既存の膝継手構造の回転中心軌跡の解析やIMUおよびモーションキャプチャーを用いた従来型膝継手による義足歩行の計測・評価を実施した．従来構造の仕組みや特徴を調査した．次に，無人義足歩行試験機の開発を行った．最後に繊維結合型膝継手について次のような設計技術を開発した．①三次元化を見据えたリー代数の導入，②巻き付き拘束による繊維結合関節構築手法の開発，③繊維への負荷を考慮した固定端位置の最適化や④繊維拘束法についての新たな展開（特許出願予定のため詳細を省く）である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
繊維結合型膝継手では，生体関節の筋骨格系と同様に，「靭帯の働きをする繊維」と「骨に相当するフレーム」を持つため，人の膝関節に近い構造を持った膝継手となっている．これは，従来の大腿義足に用いられてきた膝継手と大きく異なる点である．本研究で開発した設計技術は，繊維結合型膝継手を体系的な技術へと発展させるものである．この研究の成果は，医療福祉工学分野に留まらず，バイオメカニクス分野やロボット工学分野への貢献にもつながる可能性がある．構成論的なアプローチから，義肢（機械）技術と生体力学の橋渡しとして，人体への理解を深める研究の起点となりうる．
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