| 研究課題/領域番号 |
20H04564
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
舟洞 佑記 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20633548)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
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| キーワード | 福祉・介護用ロボット / 装着型アシストロボット / 制御工学 / 機械力学・制御 / 知能ロボティックス / ソフトロボティクス / 知能ロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
表面骨格型アシスト機構という新奇発想に基づく装着型ロボットの開発、及び、制御系の確立に挑む。人の多様な動作に伴う人体表面形状を計測し、表面骨格型アシスト機構の構成要素となる「面状リンク」と「面状アクチュエータ」の要件を明らかにする。ロボットが着用者に加える力を直接計測できる面状リンクを開発、複雑に変形する面状アクチュータ群を対象とした接触力分布フィードバック制御系を構築することで、実用性と汎用性を両立する装着型ロボットの実現に繋げる。
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| 研究成果の概要 |
体表面に面状のリンク部を設けた新たな装着型ロボット「表面骨格型アシスト機構」の実現可能性を検証した。上半身を対象に、表面骨格に相当する面状リンクを体表形状に基づいて設計・試作した。面状リンクを配置した体幹部用の受動的な機構により、当該機構が着用者の自由な動作を阻害しないことを確認した。腕部屈曲・体幹部回旋・肩部外転等を含む上半身用表面骨格型アシスト機構を試作、ヒトの関節と同等の硬さと可動域を有する介護練習用人形でアシスト力を検証した。同一出力で駆動しても、面状リンクを有することで人形関節部の駆動範囲が拡大された。着用者動作への追従性とアシスト力の拡大が確認でき、提案機構の実現可能性が見えた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
装着型ロボットにおいて、既存の外骨格型アシストロボットの特徴である高アシスト性と、内骨格型アシストスーツの特徴である人の自然な動作への高い追従性を両立させる全く新しい概念「表面骨格型アシスト機構」を提案、実験を通して実現可能性を示した点は、装着型ロボットの応用範囲拡大に繋がる社会的意義を持つ。また、体表面に配置すべき面状リンク形状の決定、面状リンク間をつなぐ人工筋配向の決定等、既存の剛体モデリングに基づくロボット設計とソフトロボティクス分野のロボット設計の中間的位置づけとなる設計法を提案しており、外骨格型ロボット・内骨格型スーツの学術的な発展に寄与する可能性を持つ成果が得られたと考える。
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