• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

力学的アシスト装置が人歩行動作に及ぼす影響の理論的および実験的解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03053
研究機関九州大学

研究代表者

山本 元司  九州大学, 工学研究院, 教授 (90202390)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード歩行アシスト / アシスト力学モデル / 消費エネルギー低減 / 歩行バランス改善
研究実績の概要

本年度は前年度までに構築した歩行アシスト力学モデルを用いて効果的なアシスト制御手法を検討した.特に歩行動作がそれほど乱れていない虚弱な高齢者向けと,歩行に乱れがあるリハビリ患者向けに有効なアシスト制御手法を検討し,実験的に検証した.具体的には
1)前年度まで構築した,歩行比がおよそ一定となるというヒト歩行特徴を再現する力学モデルを用いてアシスト開始タイミング,終了タイミング,アシスト力時間変化パターンを種々変更し,歩行に要する消費エネルギーを計算することで最適なアシスト開始タイミングと終了タイミングを推定した.その結果,アシストタイミングは消費エネルギーに大きな影響を及ぼすこと,アシスト力時間変化パターンについては大きな影響はないこと,最大アシスト力の設定においては大きすぎても消費エネルギーはむしろ増加し,比較的弱い適切な値が存在することがわかった.
2)片麻痺患者のように左右アンバランスな歩行を,脚の最大筋力を左右異なる値で設定することで,歩行アシスト力学モデルを用いて再現した.これを用いて,片方の脚のみアシストすることで左右歩行バランスが改善できることがわかった.
3)上記1)の結果を実験的に検証するため,これまで健常な高齢者でおこなったアシスト実験についてエネルギー消費とそのとき加えたアシスト力パターンとを用いて,1)のシミュレーション結果と比較した.その結果,最もエネルギー消費が小さいアシストタイミングについてはシミュレーションと実験でかなりの対応が見られたが,設定アシスト力の最大値についてはかなりの違いがあった.
4)上記2)の結果を実験的に確認するため,九大病院整形外科において股関節変形症による歩行バランスが乱れている被験者に対して,患側の脚のみを適当なアシスト力とタイミングでおこなうことで,歩行バランスを改善できることを実験的に確かめた.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] 延辺大学/河北工業大学(China)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      延辺大学/河北工業大学
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Energy Efficiency for a Soft Wearable Robotic Suit2017

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Noriyasu Iwamoto, Kazunobu Hashimoto, and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS AND REHABILITATION ENGINEERING

      巻: 25-8 ページ: 1192-1201

    • DOI

      DOI 10.1109/TNSRE.2016.2613886

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of a soft wearable robotic suit on metabolic cost and gait characteristics in healthy young subjects2017

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Shijie Guo, Kazunobu Hashimoto and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 2017 17th International Conference on Control, Automation and Systems

      巻: Vol-1 ページ: 680-684

    • DOI

      DOI 10.23919/ICCAS.2017.8204315

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Long-term Effect on Gait Improvement for a Soft Robotic Suit2017

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Shijie Guo, Kazunobu Hashimoto and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics

      巻: Vol-1 ページ: 1654-1658

    • DOI

      DOI 10.1109/ROBIO.2017.8324655

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of maximum assistive force of a soft wearable robotic suit on metabolic cost reduction2017

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Shijie Guo, Kazunobu Hashimoto and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of the 2017 IEEE CIS-RAM2017

      巻: Vol-1 ページ: 146-150

    • DOI

      DOI 10.1109/ICCIS.2017.8274764

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 柔軟で軽量な歩行アシストスーツを用いた左右非対称性を緩和するアシスト効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      中島康貴,植木真太郎,河野一郎,中島康晴,山本元司
    • 学会等名
      第23回ロボティクスシンポジア
  • [学会発表] 弱い力でアシストされた歩行表現を目的とした力学モデルの遊脚制御手法2017

    • 著者名/発表者名
      岩本憲泰,山本元司
    • 学会等名
      第22回ロボティクスシンポジア
  • [学会発表] 滑り転倒刺激実験における転倒回避動作の解析 滑り転倒刺激実験における転倒回避動作の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴,植木真太郎,山本元司
    • 学会等名
      ロボティクスメカトロニクス講演会'17
  • [学会発表] 滑り転倒刺激実験における転倒回避動作の解析と回避動作戦略の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
  • [学会発表] 滑り転倒時における拘束条件や刺激強度の違いが 転倒回避戦略に及ぼす影響の検討2017

    • 著者名/発表者名
      小林太一,中島康貴,山本元司
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] トレッドミルの左右の速度差を用いた滑り転倒刺激実験における転倒回避動作戦略の検証2017

    • 著者名/発表者名
      中島康貴, 植木真太郎, 山本元司
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2017

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi