| 研究課題/領域番号 |
21K14122
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 (2022)
東京工業大学 (2021) |
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研究代表者 |
舛屋 賢 宮崎大学, 工学部, 准教授 (60796358)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ウェアラブルロボット / 運動アシスト / 運動推定 / Assist-as-Needed制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，装具のセンサのみによる人の関節運動のリアルタイム推定と，ずれを補償するアクチュエータの制御方法構築による，人と親和性の高い軽量なアシスト装具の開発である．
これまでのアシスト装具では，運動のずれを低減するために機構を工夫するアプローチが行われてきた．このアプローチでは，アシストのための制御に人の運動を考える必要があるが，装着位置・姿勢のずれにより運動計測が難しく，結果的に運動のずれが影響していた．
そこで，本研究では，推定器・制御器のようなソフトウェアに主体を置いたアプローチに基づいて下肢ロボット装具を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，装具のセンサのみによる人の関節運動のリアルタイム推定と，ずれを補償するアクチュエータの制御方法構築による，人と親和性の高いアシスト装具の開発を目指した．まず，装具のセンサ値から，人の関節運動における回転中心位置を評価関数に基づいてロバストに推定する方法を構築し，実験でその有効性を確認した．並行して，人と装具の間の運動ずれを補償するために，装着箇所に発生する力に基づいて目標運動の速度を変化させるAssist-as-Neededなアクチュエータ制御器を構築した．アクチュエータ制御器に回転中心推定器を統合した装具制御器を構築し，人と装具の間の運動ずれを補償できることを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来研究の多くが，ハードウェアである機構に焦点をあてた人との親和性改善が主流であったことに対して，本研究の成果は，推定器・制御器のようなソフトウェアで人との親和性を改善することにある．このハードウェアではなくソフトウェアを中心とした設計方針は，本研究で扱った下肢のアシスト装具だけでなく，他のアシスト装具全般に対して重要な知見を与えることができる．さらに，日常での利用において，均一な装具が利用者に応じて適応していくインテリジェント装具の実現に貢献する．
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