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人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルに基づく外筋型服ロボットの設計手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02112
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 洋  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50424817)

研究分担者 大谷 智仁  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (40778990)
田中 正夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40163571)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード服型ロボット / テンセグリティ / 筋骨格構造 / 外筋型服ロボット
研究開始時の研究の概要

本課題は,柔軟,軽量な服型ロボットの開発を目指した研究である.人間の筋骨格の構造を模倣することで,人間との親和性が高い柔軟な服型ロボットを開発するための方法論を確立することを目的とする.特に,人体の筋骨格構造のモデルとして「テンセグリティ」に着目し,テンセグリティモデルを規範とした設計手法を構築する.

研究成果の概要

人間との親和性が高い装着型ロボットのハード開発のために、人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルの開発とそれを用いた解析を行った。また、装着型ロボットを柔軟な服型とすることで、硬い金属部材では実現できなかった装着の容易さ、装着感の柔らかさが実現可能とする、人体との親和性の高い装着型ロボットの開発を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年少子高齢化といった社会的背景から、高齢者・障碍者の動作・生活を支援することを目的として、装着型ロボットの開発が進められている。本研究の成果は、装着型ロボットを柔軟な服型とすることで、硬い金属部材では実現できなかった装着の容易さ、装着感の柔らかさが実現可能となり、人体との親和性の高い装着型ロボットの実現が期待される.

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Computational Modelling of Ankle-Foot Orthosis to Evaluate Spatially Asymmetric Structural Stiffness: Importance of Geometric Nonlinearity2022

    • 著者名/発表者名
      Wataru Sumihira, Tomohiro Otani, Yo Kobayashi, Masao Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine

      巻: 236 ページ: 1357-1364

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Topology optimization of a thin orthosis structure with geometric nonlinearity using a three-dimensional corotational triangle element formulation2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Otani, Wataru Sumihira, Yo Kobayashi, Masao Tanaka,
    • 雑誌名

      Structural and multidisciplinary optimization

      巻: 65 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Soft Exosuit for Suppressing Essential Tremor2021

    • 著者名/発表者名
      Yo Kobayashi, Yuya Matsumoto, Motoji Kawasaki, Akira Kato, Takeshi Ando, Masanori Nagaoka, Masakatsu G. Fujie
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics

      巻: 3(3) ページ: 783-790

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2-D forward dynamics simulation of gait adaptation to muscle weakness in elderly gait2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Tatsuya、Otani Tomohiro、Kobayashi Yo、Tanaka Masao
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: 85 ページ: 71-77

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2021.01.011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational study of kinematics of the anterior cruciate ligament double-bundle structure during passive knee flexion?extension2020

    • 著者名/発表者名
      Otani Tomohiro、Kobayashi Yo、Tanaka Masao
    • 雑誌名

      Medical Engineering & Physics

      巻: 83 ページ: 56-63

    • DOI

      10.1016/j.medengphy.2020.07.015

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 肘関節角の予測における複数の時系列モデルの比較評価2022

    • 著者名/発表者名
      坂之上大輝,小林洋,田中正夫
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第97期定時総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 患者個別に適切な底背屈剛性を有する短下肢装具形状のトポロジー最適設計2021

    • 著者名/発表者名
      住平航,大谷智仁,小林洋,田中正夫
    • 学会等名
      第32回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シューホーン型短下肢装具のトリムラインと底背屈剛性に関する有限要素解析2021

    • 著者名/発表者名
      住平航,大谷智仁,小林洋,田中正夫
    • 学会等名
      日本機械学会第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Shape Memory Alloy Actuated Ankle-Foot Orthosis for Reduction of Locomotion Force2021

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Alminnawi, Yo Kobayashi, Tomohiro Otani, Masao Tanaka
    • 学会等名
      Proceedings of 2021 World Automation Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊椎テンセグリティモデルによる靭帯張力バランスに関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      磯部高弥,小林洋,大谷智仁,田中正夫
    • 学会等名
      日本機械学会 関西学生会2019年度学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Musculoskeletal Tensegrity Model of Glenohumeral Joint for Distribution Analysis of Muscle Tension2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Doi, Y. Kobayashi, T.Otani, M. Tanaka
    • 学会等名
      10th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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