| 研究課題/領域番号 |
20K12760
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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 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
大西 謙吾 東京電機大学, 理工学部, 教授 (70336254)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 義手 / 手指装具 / 手根関節 / 操作インタフェース / 機構 / 筋電パターン識別 / 自動調整 / パターン識別 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
5指多自由度化義手ハンドは多様な把持形態を可能としたものの，従来の3指義手ハンドに比べ作業性能の向上を示すエビデンスはない．本研究は，母指と手関節の機能が中心の人工の手のデザインを提案し，手の把持・操り機能を代替・補填する道具としての義手・上肢装具の効果・効率・満足度向上を目的とする．手先具・手指装具のデザインとして母指中手手根関節と撓骨手根関節を一連帯の多自由度関節機構とし，機構の特性に合わせたケーブル制御系と筋電制御系の操作インタフェースを各々構築する．被検者が操作した際の義手手先具・手指装具の機能性・作業性評価と，ユーザビリティ・身体拡張性との関係を調査し，有用性を検証する．
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| 研究成果の概要 |
義手や人間形ハンドでは主体的に制御すべきは母指と手関節とし，母指・手関節機能指向設計の効果を検証した．母指CM関節と撓骨手根関節を一連帯とする機構の手先具・ハンドのデザインを進め，操作インタフェースを構築した．電動義手ハンドとして空間リンク機構式の母指，母指のCM関節に回内外と屈伸・内外転の運動を付与して他指に掌背屈運動を付与した5指ハンドを開発した．側面把持と3指把持が可能なケーブル制御式の3指手先具を開発した，5指ハンドと3指手先具の把持能力評価，掴み持ち上げ能力を評価した．電動義手用に自動感度調整式のパターン識別筋電制御系のインタフェースを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
パターン識別式の義手開発は続いており，手指装具の研究開発も盛んであるが，制御対象であるハンド，手先具や手指装具の機能設計が不十分ではアルゴリズムによる制御性への効果は十分期待することはできない．また，手先具は3Dプリンタで製造するための設計が報告されているが，製造コスト重視で，母指は運動機能がほとんどない．これらのことから，本研究で目標とする母指・手関節に着目した設計アプローチは従来の義手手先具や手指装具とは一線を画し，また義手・上肢装具としての実用性を重視し，作業性がある機構とインタフェースの開発とこの義手を評価できる試験装置も合わせて研究を進めるところが特徴である．
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