| 研究概要 |
実用的で有効性の高いCycle-to-Cycle制御による閉ループFFS歩行制御手法を開発するための研究を行い,本年度は以下の成果を得た.
(1)Cycle-to-Cyble制御を実現する制御器の開発
(1)FES制御に利用する筋骨格モデルの検討を行い,筋・骨格系の有する様々な非線形性を含めて,トルク発生器として筋骨格系を記述したモデル構造として構築した.これを,モデルパラメータが得られる上肢に適用して,健常被験者での閉ループFES制御の結果と比較した結果,実験的にみられた特徴的な点を計算機シミュレーションにより表現できることを確認した.この筋骨格モデルを応用することで,以前に構築した片麻痺者のFES歩行シミュレーションモデルを改良した.
(2)上記の改良した筋骨格モデルを用いた計算機シミ子レーrションにより,ファジー制御器の制御能力を検討した.最初に,膝関節の1関節制御において,初期刺激データの生成能力,筋疲労に対する補償能力が,PID制御器よりも優れていることを示した.次に,膝関節と足関節の2関節制御において,筋骨格系の特性が異なる場合に制御が適切に行えなくなったことから,1関節の動作制御に用いたファジー制御器を一般的に利用できないことが明らかとなった.これに対して,ファジー制御器の出力変数を自動で調整する機能を追加し,対象とする患者の筋骨格系の特性が異なった場合でも,安定に制御できるファジー制御器を実現可能であることを確認した.
(2)携帯型電気刺激装置の開発
プログラマブル刺激装置の仕様を決定し,ポータブル化を実現するためのシステム設計を行った.刺激出力部をモジュール化することで,制御器開発と実験とを効率的に行えるようにし,また,刺激データの時分割処理により小型化を図ることとした.
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