| 研究課題/領域番号 |
16K01568
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
大西 謙吾 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (70336254)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 義肢 / ソケット / 義手 / 生体信号計測 / 体表面温度 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，義手の装着快適性を向上するため，ソケット内温度を動的に制御しうるセンサネットワーク，温冷却器，感覚情報提示器，そしてコントローラからなる義手ソケットシステムの提案を目的とする．上肢切断者の義手の使用率の低さの原因として，装着の不快さ，動作する関節の少なさに伴う体幹に近い関節での代償動作の負担や応答の不安定さからくる煩わしさがある．そこで，これまで我々が進めた非切断者が義手模擬ソケット装着時の室内温度・湿度制御下における体温調節の生理学的反応の実験結果を参考にした生体モデルの実験環境にて，ファンによる冷却効果を有するソケット内温度制御システムの構築と検証実験を進めた．リボンヒーターとPID温度コントローラを使用し前腕体表面温度の調整機能を模した熱源モデルを用いた再現性のある実験環境下にてソケット内温度制御を行う．ソケット内温度制御系は，温度センサやファン等のメカトロニクス要素を加・New Brunswick 大のPDCPコントローラと産総研のRTMを連携したRTM-PDCPコントローラを使用して連結した．快適性指標PMVの計算アルゴリズムをソケット内温度制御系に搭載し，ソケット内の快適温度を算出し，制御することを試みた．制御システムのシミュレーションと検証実験実施し，システムの有効性を検証した．実験の結果から，製作したソケットシステムにより，ファンの送風により，温度調整機能のある熱源においてもPMV値を安定させることで，表面温度の上昇抑制効果が確認された．
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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
1）ソケットモジュールへIC型温度センサ，温湿度センサ，ファンの温湿度制御部品の実装，筋電・慣性センサの操作用センサの実装と，切断肢の前腕円筒熱源モデルでの実験
2）PDCPコントローラにて快適性指標PMVを用いた評価と，温湿度計測・制御プログラムの構築
3）前腕円筒熱源モデルでの温度・湿度計測・制御プログラムの検証実験，調整
までを進めた．当初の計画であった，温度感覚情報提示用ディスプレイの制御プログラム構築と温度感覚情報提示実験には至らなかった．
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| 今後の研究の推進方策 |
1）温度感覚情報提示用ディスプレイの制御プログラム構築と温度感覚情報提示実験．義手ハンドとの接合.
2）非切断者3名程度によるソケット試作体装着の被験者実験．The Original Rolyan Graded Pinch Exerciser 式の義手操作評価・訓練装置を用いたCloth Pin Testを実施時のPDCPコントローラと実装センサ信号の記録．評価用に取り付けたソケット温度，熱流，血流のセンサ信号計測と熱放射系画像の撮像，記録．
3）実験の結果の分析，改善点の検討，修正，再実験．
4）ソケット試作体装着の被験者実験．義手ハンド制御系との交互作用の評価として三次元動作解析装置にて作業時間，誤操作率，肩関節代償動作を計測，比較．
5）実験の結果の分析，改善点の検討，修正，再実験．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
計画していた研究打合せが他の情報交換会と一緒に行えたことで交通費の執行がなくなったこと，ならびに温度上昇抑制実験に使用を計画していたペルチェ素子よりも送風ファンでの冷却の方が効果が大きい事が実験でわかり，物品費の執行が減った．
翌年度分の助成金の国内講演会発表の旅費として使用する．
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