下肢関節障害に適合した健康増進電動カートの開発

• 研究課題/領域番号: 26350673
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 東京工科大学
• 研究代表者: しゃ 錦華 東京工科大学, 工学部, 教授 (10257264)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 福祉機器 / リハビリ機器 / 下肢関節 / 人間適応 / ペダリング / 最適負荷 / 繰返し制御 / 等価入力外乱手法 / 非線形特性 / 非線形システム / 等価入力外乱

研究成果の概要

本研究は，様々な下肢関節障害を対象に，下肢運動能力の向上を図るため，人間を中心とした非対称の下肢リハビリ機器を開発することを目的として進めてきた。主に，ペダリング機構の設計，試作と有効性検証を行い，人間感覚モデルとペダリング負荷印加法を提案し，繰返し制御と等価入力外乱手法をリハビリ分野に拡張するようにするなど，様々な研究成果が得られた。

研究成果

• [国際共同研究] China University of Geosciences/Central South University(China)
• [国際共同研究] 中国地質大学（武漢）(中国)
• [雑誌論文] Design of repetitive-control system with input dead zone based on generalized extended-state observer (2017)
  • 著者名/発表者名: Min Wu, Pan Yu, Xin Chen, Jinhua She
  • 雑誌名: Transactions of the ASME, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control 巻: 139 号: 7
  • DOI: 10.1115/1.4035615
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Active disturbance rejection in affine nonlinear systems based on equivalent-input-disturbance approach (2017)
  • 著者名/発表者名: Fang Gao, Min Wu, Jinhua She, Weihua Cao
  • 雑誌名: Asian Journal of Control 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1767-1776
  • DOI: 10.1002/asjc.1463
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Active Disturbance Rejection in Switched Neutral-Delay Systems Based on Equivalent-Input-Disturbance Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Min Wu, Fang Gao, Jinhua She, and Weihua Cao
  • 雑誌名: IET Control Theory & Applications 巻: 10 号: 18 ページ: 2387-2393
  • DOI: 10.1049/iet-cta.2016.0211
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Robust Repetitive Control and Disturbance Rejection Based on Two-Dimensional Model and Equivalent-Input-Disturbance Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Pan Yu, Min Wu, Jinhua She, and Qi Lei
  • 雑誌名: Asian Journal of Control 巻: 18 号: 6 ページ: 2325-2335
  • DOI: 10.1002/asjc.1287
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Delay-dependent guaranteed-cost control based on combination of smith predictor and equivalent-input-disturbance approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Fang Gao, Min Wu, Jinhua She, and Yong He
  • 雑誌名: ISA Transactions 巻: 62 ページ: 215-221
  • DOI: 10.1016/j.isatra.2016.02.008
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Disturbance Rejection in Nonlinear Systems Based on Equivalent-Input-Disturbance Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Fang Gao, Min Wu, Jinhua She, and Weihua Cao
  • 雑誌名: Applied Mathematics and Computation 巻: 282 ページ: 244-253
  • DOI: 10.1016/j.amc.2016.02.014
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduced-Order Modeling of Human Body for Brain Hypothermia Treatment (2016)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Hiroshi Hashimoto, and Min Wu
  • 雑誌名: International Journal of Automation and Computing 巻: 13 号: 2 ページ: 159-167
  • DOI: 10.1007/s11633-016-0961-y
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Motion Control of a Wheeled Inverted Pendulum Using Equivalent-Input-Disturbance Approach (2015)
  • 著者名/発表者名: Qi Shi, Zhejun Fang, Jinhua She, Junya Imani, and Yasuhiro Ohyama
  • 雑誌名: Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics 巻: 19 ページ: 293-300
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selection of Suitable Maximum-heart-rate Formulas for Use with Karvonen Formula to Calculate Exercise Intensity (2015)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Hitoshi Nakamura, Koji Makino, Yasuhiro Ohyama, and Hiroshi Hashimoto
  • 雑誌名: International Journal of Automation and Computing 巻: 12 号: 1 ページ: 62-69
  • DOI: 10.1007/s11633-014-0824-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of Normalized Longitudinal Force for an Electric Cart Using Equivalent-Input-Disturbance Approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Kohji Makino, Liyu Ouyang, Hiroshi Hashimoto, Hideki Murakoshi, and Min Wu
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Vehicular Technology 巻: 63 号: 8 ページ: 3642-3650
  • DOI: 10.1109/tvt.2014.2309954
  • 査読あり
• [学会発表] Design of a Left-Right-Asymmetric Pedaling Machine and its Measuring System for Medical Rehabilitation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: The 1st International Conference on Human Computer Interaction Theory and Applications (HUCAPP 2017)
  • 発表場所: Porto, Portugal
  • 年月日: 2017-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] 左右非対称の下肢リハビリ機器の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 呉 発鍵，シャ 錦華，三田 俊裕，橋本 洋志
  • 学会等名: 第17回システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道，札幌市）
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] Design of a New Human-Centered Rehabilitation Machine (2016)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She
  • 学会等名: IEEE-NIH 2016 Special Topics Conference on Healthcare Innovations and Point-of-Care Technologies (HI-POCT 2016)
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2016-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] Motion Control of a Wheeled Inverted Pendulum Using Equivalent Input Disturbance Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Qi Shi
  • 学会等名: The 11th Japan-China International Workshop on Information Technology and Control Applications (ITCA 2016)
  • 発表場所: Tokyo University of Technology, Hachioji, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Design of a New Lower-Limb Rehabilitation Machine (2016)
  • 著者名/発表者名: Fajian Wu
  • 学会等名: The 11th Japan-China International Workshop on Information Technology and Control Applications (ITCA 2016)
  • 発表場所: Tokyo University of Technology, Hachioji, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Development of New Fatigue Evaluation System (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuan Gao
  • 学会等名: The 11th Japan-China International Workshop on Information Technology and Control Applications (ITCA 2016)
  • 発表場所: Tokyo University of Technology, Hachioji, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Design of a New Human-Centered Rehabilitation Machine (2016)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She
  • 学会等名: The 9th PErvasive Technologies Related to Assistive Environments conference (PETRA 2016)
  • 発表場所: Corfu, Greece
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Norm Selection for Evaluation Criterion for Placement Planning of Active Damping Devices in Structure (2015)
  • 著者名/発表者名: Kou Miyamoto, Jinhua She, Hiroshi Hashimoto, and Min Wu
  • 学会等名: The 12th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO 2015)
  • 発表場所: Colmar Alsace, France
  • 年月日: 2015-07-21
  • 国際学会
• [学会発表] Construction of Reduced-Order Biothermal Model of Human Body for Brain Hypothermia (2015)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Hiroshi Hashimoto, Qi Lei, and Min Wu
  • 学会等名: International Symposium on Industrial Electronics 2015 (ISIE 2015)
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2015-06-03
  • 国際学会
• [学会発表] Two-Dimensional Robust Modified Repetitive Control for Uncertain Systems with Disturbances (2015)
  • 著者名/発表者名: Pan Yu, Min Wu, Jinhua She, and Qi Lei
  • 学会等名: The 10th Asian Control Conference 2015 (ASCC 2015)
  • 発表場所: Kota Kinabalu, Malaysia
  • 年月日: 2015-05-31
  • 国際学会
• [学会発表] Equivalent-Input-Disturbance Approach Enables Sliding-Mode Control Systems to Reject Unmatched Disturbances (2015)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Yaodong Pan, Hiroshi Hashimoto, Qi Lei, and Min Wu
  • 学会等名: Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2015), pp. 226-231
  • 発表場所: Seville, Spain
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] Motion Control of a Mobile Wheeled Inverted Pendulum Using Equivalent-Input-Disturbance Approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Qi Shi, Zhejun Fang, Jinhua She, Junya Imani, and Yasuhiro Ohyama
  • 学会等名: The Joint International Conference of the 10th ITCA & the 6th ISCIIA 2014, pp. 201-207
  • 発表場所: Hunan, China
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-20
• [学会発表] Verification of Relationship between Heart Rate and Body Movement for Fatigue Estimation (2014)
  • 著者名/発表者名: Jinhua She, Hitoshi Nakamura, Junya Imani, Yasuhiro Ohyama, Hiroshi Hashimoto, and Min Wu
  • 学会等名: The 12th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN2014), pp. 781-785
  • 発表場所: Porto Alegre, Brazil
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-07-30