| 研究課題/領域番号 |
20H04566
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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 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
中後 大輔 関西学院大学, 工学部, 教授 (90401322)
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| 研究分担者 |
しゃ 錦華 東京工科大学, 工学部, 教授 (10257264)
橋本 洋志 東京都立産業技術大学院大学, 産業技術研究科, 教授 (60208460)
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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 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 起立支援 / 随意運動 / 姿勢調整運動 / 筋シナジー / 起立動作 / 姿勢制御運動 / 起立動作支援 / 起立支援ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、起立動作運動を随意運動と姿勢制御運動の重ねあわせとして捉え、その相互依存性を表す身体動力学による定量表現と、これら両動作の内面を表す筋肉の協同発揮現象（筋シナジー）を融合した筋シナジー起立人間モデルを確立すること、これを用いて健常者と高齢者の起立動作メカニズムを明らかにすること、その知見を起立支援装置の設計論に応用することを目的とする。起立動作は、随意運動とそのブレを補償する姿勢制御運動の相互依存より成り立ち、これらを定量表現する姿勢モデルと安定余裕モデルを新たに提唱する。これら両モデルと筋シナジーによるモデル表現を融合して、両動作の相互依存性の発現原理を定量的に説明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、起立動作運動を随意運動と姿勢制御運動の重ねあわせとして捉え、その相互依存性を身体動力学的に明らかにすると共に、これら両動作に対応する筋肉の協同発揮現象を明らかにした。起立動作を成す随意運動とそのブレを補償する姿勢制御運動の組み合わせ方は、姿勢の安定範囲と残存筋力による動作の実行可能範囲により定義される安定余裕モデルによって表現できるようになった。さらに、このモデルを用いて筋シナジーの欠損を補う介入方策を導くことが可能とした。これにより、起立動作中の高齢者の随意運動を行おうとする自発的意思に寄り添った起立支援方策を実現し、試作支援ロボットにて有効性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の学術的意義は、以下の通りであると考える。①起立動作を随意運動と姿勢制御運動に分解し、これらと筋シナジーとを関連付けることで、両運動の関連性を明らかにしたこと。②姿勢制御運動に安定余裕モデルという考えを初めて導入することで、随意運動だけではなく、そのブレ幅修正に必要な身体能力も定量的に表現したこと。
また、本研究の社会的な意義は、以下の通りであると考える。①患者が起立時に必要とする支援力を定量的に明らかにしたこと。②その支援力を、人間と自由度や出力パワーの異なる起立支援機器にて与える方法を実現し、以て高齢者の自発的な起立動作に寄り添いながらの支援を実現したこと。
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