| 研究課題/領域番号 |
19K11326
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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59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 岩手県立大学 |
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研究代表者 |
村田 嘉利 岩手県立大学, その他部局等, 特命教授 (80444925)
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| 研究分担者 |
西村 行秀 岩手医科大学, 医学部, 教授 (20464117)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 義足 / 駆動義足 / 健足同期 / 歩行 / アシスト / 歩行障害 / SACH / 健足歩行 / 踵 / 歩行アシスト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
低価格で自然な歩行を可能とする高機能駆動義足を開発する。具体的には、既存の廉価な駆動義足に取り付ける部品として、足部の底屈・背屈を行うInstep Push/Pull、踵上げを補助するHeel-up spring、つま先垂れによる躓きを防止するToe ballを開発する。Instep Push/Pullには一軸小型ステッピングモータを利用する。Heel-up springと Instep Push/Pullを健足に同期して制御することで、学習の手間がなく健常に高い歩行を実現する。これらの部品を片麻痺等で歩行障がいのある方の靴に取り付けられるようにすることで、量産効果による低廉化を図る。
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| 研究成果の概要 |
高機能義足は利用者のQOL向上に有効であるが、商用製品は高価で一般障がい者が購入・利用するのは難しい。本研究開発では、工業用モータによる義足・足部の上下動制御と踵部にHeel-Raising Unit (HRU) を装着することで低コスト化を目指した。HRUについては、アシスト効果を最大にするスプリング強度と体重との間にリニアな関係があり、その解放タイミングの最適化により、アシスト効果を更に向上出来ることを明らかにした。モータによる義足・足部の制御については、モータの選定とそれに掛かる負荷抑制に多大な時間を要したが、義足使用者による評価テストを行い、商用化に向けアルゴリズムの改良を進めている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
下肢切断者の平均年齢の上昇が著しく、特に疾病を原因とする下肢切断者が高齢者に増加している。高機能義足は、義足使用者のQOL向上に有効であるが、商用品は全て海外製で高価かつ保険適用外であることから、一般障がい者が購入・利用するのは難しい状況にある。
本研究開発では、工業用モータによる義足・足部の上下駆動部Instep Push/Pullと踵部に装着したHeel-Raising Unit を開発し、健足側に装着したセンサのデータを基に制御することで、低コストかつスムースに歩行出来る高機能義足を実現する。それにより、筋力が低下している高齢の障がい者でも購入・利用可能とし、彼らのQOL向上に資する。
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