安全かつ低消費電力な高機能福祉システムを実現するハイブリッド型運動制御手法の構築

• 研究課題/領域番号: 24680062
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 平田 泰久 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20323040)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 医療・福祉 / 福祉ロボット / 人間支援 / ブレーキ制御

研究成果の概要

本研究では，複数の支援機能を持つ車いすや歩行支援機，ハプティックデバイスなどの人間支援システムを開発した．このような人間支援システムを制御するために，本研究ではDCサーボモータを回生ブレーキとして利用し，そのブレーキ力を制御することで，様々な支援機能が安全に実現できることを示した．また，回生ブレーキを用いることで，ブレーキ制御中の電力をバッテリーに蓄えることを可能とし，一時的に能動的な駆動力を発揮できるシステムを開発した．これにより，上り坂の登坂支援のようなブレーキ制御では実現できない補助的な能動支援も実現することが可能となり，安全かつ低消費電力な高機能人間支援システムを実現した．

研究成果

• [雑誌論文] Motion Control of Wearable-Type Walking Support System based on the Spring-Mass Model (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinji Suzuki, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 27 号: 20 ページ: 1339-1355
  • DOI: 10.1080/01691864.2015.1090335
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複数のパッシブ型移動ロボットと人間との協調による単一物体の搬送 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平田泰久，小嶋洋介，小菅一弘
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 49 ページ: 353-361
  • NAID: 10031160125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motion Support during the Swing Phase using Cooperative Walking Support System (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Suzuki, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge, Hiroshi Onodera
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 27 号: 17 ページ: 1337-1349
  • DOI: 10.1080/01691864.2013.826412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of User Load and Evaluation of Power Assistive Control on Cycling Wheelchair (2013)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 雑誌名: Janul of Robotics and Mechatronics 巻: 25 ページ: 959-965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motion Control of Caster-type Passive Mobile Robot with Servo Brakes (2012)
  • 著者名/発表者名: Masao Saida, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 26 号: 11-12 ページ: 1271-1290
  • DOI: 10.1080/01691864.2012.689728
  • 査読あり
• [学会発表] Cadence Control of Cycling Wheelchair with Continuously Variable Transmission and Servo Brake (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Shotaro Ando, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: The 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: ストックホルム，スウェーデン
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] Mobility Assistance Robots Controlled by Servo Brakes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata
  • 学会等名: IEEE/RSJ IROS Workshop on Cognitive Mobility Assistance Robots: Scientific Advances and Perspectives
  • 発表場所: ハンブルク，ドイツ
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Anomaly State Assessing of Human using Walker-type Support System Based on Statistical Analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Hiroki Yamaya, Kazuhiro Kosuge, Atsushi Koujina, Tomohiro Shirakawa, Takahiro Katayama
  • 学会等名: The 2015 IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
  • 発表場所: 神戸国際会議場，神戸，日本
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] Motion Control of Human Assistive Robots with Servo Brakes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata
  • 学会等名: France, German and Japan Joint Seminar on Human-Centric Robotics
  • 発表場所: ミュンヘン，ドイツ
  • 年月日: 2015-06-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pedaling Assistive Control Method of Cycling Wheelchair for Hemiplegia Patients (2015)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: The 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: シアトル，米国
  • 年月日: 2015-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Pedaling Assistive Control Method of Cycling Wheelchair for Hemiplegia Patients (2015)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: シアトル，米国
  • 年月日: 2015-05-29
• [学会発表] Pose Estimation of Servo-Brake-Controlled Caster Units Arbitrarily Located on a Mobile Base (2014)
  • 著者名/発表者名: Masao Saida, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: シカゴ，米国
  • 年月日: 2014-09-16
• [学会発表] Walking Support by Wearable System based on the Spring-Mass Model (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinji Suzuki, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: IEEE/ASME International COnference on Advanced Intelligent Mechatronics
  • 発表場所: ブサンソン，フランス
  • 年月日: 2014-07-30
• [学会発表] Assistance Control Method for One-Leg Pedaling Motion of a Cycling Wheelchair (2014)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: 香港，中国
  • 年月日: 2014-06-04
• [学会発表] Power Steering and Force Display Controls for a Cycling Wheelchair Using Servo Brakes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge, Eric Monacelli
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: 香港，中国
  • 年月日: 2014-06-02
• [学会発表] Regenerative Brake Control of Cycling Wheelchair with Passive Behavior (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Kota Kawamata, Kana Sasaki, Aya kaisumi, Kazuhiro Kosuge, Eric Monacelli
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: カールスルーエ,ドイツ(発表確定)
  • 年月日: 2013-05-08
• [学会発表] Regenerative Brake Control of Cycling Wheelchair with Passive Behavior (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Kota Kawamata, Kana Sasaki, Aya Kaisumi, Kazuhiro Kosuge, Eric Monacelli
  • 学会等名: The 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: カールスルーエ，ドイツ
• [学会発表] Steering Assist System for a Cycling Wheelchair Based on Braking Control (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge, Eric Monacelli
  • 学会等名: The 2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Assistive Motion Control of Cycling Wheelchair Based on Investigation of Load on User (2013)
  • 著者名/発表者名: Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: The 2013 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Wire-Type Human Support System Controlled by Servo Brakes (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Hirata, Yuki Tozaki, Kazuhiro Kosuge
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: ファロ,ポルトガル
  • 年月日: 2012-10-10
• [図書] 高齢者・アクティブシニアの 本音・ニーズの発掘と 製品開発の進め方 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平田泰久，他
  • 総ページ数: 492
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] パワーアシスト・ロボットに関する材料，電子機器，制御と実用化，その最新技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平田泰久，他
  • 総ページ数: 590
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] パワーアシスト・ロボットに関する材料，電子機器，制御と実用化，その最新技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平田泰久
  • 総ページ数: 590
  • 出版者: 技術情報協会