| 研究課題/領域番号 |
22K12933
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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 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
関根 雅 千葉大学, 西千葉地区事務部, 技術専門員 (70769182)
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| 研究分担者 |
兪 文偉 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (20312390)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 義手 / 音声入力 / 軽量高強度材 / ソフトアクチュエータ / 形状最適化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高強度・柔軟性を併せ持つ軽量肩義手を実現する.腕本体において駆動系には安全性向上に繋がる軽量・柔軟な空気圧ゴム人工筋肉(PAM)と,フレーム及び各部品にはカーボン含有材等の軽量高強度材を用い,力解析の結果を基に強度を保ちつつ軽量化が可能な部品形状最適化解析により大幅に軽量化し重量物は下肢に配置させ,使用者の上肢・腰部負荷を減らし利便性を向上,音声認識を主体とし操作性を改善した多様式入力装置も新作する.肩-襟首付近の部位を手で揉む/掴むといったマッサージのような形態の直感的で安全な義手握力フィードバック装置を開発, 被験者実験評価を基に作り込む.
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| 研究実績の概要 |
・義手アームの軽量・柔軟・高強度化、使用者の負担軽減に関する事: 軽量柔軟な空気圧人工筋肉による駆動を採用し、関節の動きに柔らかさを持たせ安全性を付加するべく機構設計を行うが、先行研究では光造形式３Dプリンタにおいてスタンダードな位置付けの樹脂材を使った義手アームを製作しており、実験使用時において、アームに負荷がかかる際や、身体や備品等の周囲環境に接触した際に部品の割れ・破損が生じることがあり、強度の向上が必要となる。高強度のカーボン含有材を造形できる3Dプリンタを新規に導入し、新たに義手アームの部品を試作している。
・ソフトフィードバックデバイス開発に関する事: 肩－襟首付近の部位を手で揉む／掴むといったマッサージのような形態で、直感的に握力を感知可能な力覚型とし、万が一の過剰入力時でも変形により危険回避可能な空気圧ゴムによる湾曲型ソフトアクチュエータを３Dプリントで開発するが、上記の新規プリンタのソフト材で造形をテストしている。また、フィードバックデバイスの実験で必要な研究倫理審査の承認が得られた。
・操作システム構築に関する事: 音声識別を主とし各健常部位動作から入力信号を生成する筋電/加速度/力センサ等を組合せるが、先行研究において行った音声識別に対して、音声入力機能の拡張のために識別可能なフレーズを増やすことを検討し、フレーズを追加した場合の識別実験を行っており、結果は国際学会にて発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
カーボン含有材を造形できる3Dプリンタを導入したが、一般的な材料よりも造形が難しく造形不良などの失敗を繰り返し、それを通じて造形ノウハウを習得しながら造形が軌道に乗りつつある。そのため、やや遅れているという進捗状況とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
カーボン含有材による各部品のデザイン造形、肩襟首付近に設置するソフトフィードバックデバイスの設計及び実験を行う。
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