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2018 年度 実績報告書

筋肉の協同発揮に基づく起立能力モデルと介入最小原理による能動的起立支援

研究課題

研究課題/領域番号 16K01580
研究機関関西学院大学

研究代表者

中後 大輔  関西学院大学, 理工学部, 准教授 (90401322)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード起立支援 / 安定余裕範囲 / 最小介入
研究実績の概要

本年度は,能動的起立支援法の開発を行った.以下に研究概要を示す.
C)能動的起立支援法の開発
C-1) 身体能力に応じた起立動作設計:昨年度実施したB-2)から得られた筋肉駆動特性をA)で開発した起立能力モデルに入力することで,身体能力に応じた複数の起立動作パターンを得た.得られた起立動作パターンは筋肉駆動力の観点から複数存在したため,この中から,人の動作は滑らかな動きの連続であるという神経生理学的知見に基づいて,動作中の躍度が最小となる軌道を規範起立動作として選択した.さらに,昨年度明らかになった身体力学的な条件を満たす範囲で人間の動作にはぶれがあると言う点を考慮し,規範起立動作から身体力学的に許容される範囲を導出した(安定余裕範囲).
C-2) 能動的起立支援法の確立と体系化:C-1)で設計した規範起立動作パターンを目標軌道として人間機械フィードバック系を構成した.さらに,安定余裕範囲の中で介入最小原理に基づき,支援力が最小となる力入力方向とタイミングを選定した.これにより,高齢者の自発的な動作を優先する能動的起立支援を実現した.より具体的には,支援を受ける高齢者と起立支援装置を,協調して起立動作を行う系として捉え,C-1)にて設計した規範起立動作を目標軌道とする人間機械フィードバック系を構成した.同時に,目標軌道に対して安定余裕範囲を三次元的に設定し,この範囲内で姿勢が目標値から逸脱することを許容することで不必要な介入を低減し,以て能動的な起立支援方法を実現した.

備考

Best Paper Award(2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration)
CLAWAR Association Best Technical Paper Award - First Prize(21st International Conference on Climbing and Walking Robots)

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Standing Assistance Control considering with Posture Tolerance of its User2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yokota, Shohei Kawazoe, Daisuke Chugo, Satoshi Muramatsu, Sho Yokota, Hiroshi Hashimoto, Takahiro Katayama, Yasuhide Mizuta and Atsushi Koujina
    • 学会等名
      2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 国際学会
  • [学会発表] Standing Assistance with Non-Verbal Cues Based on Intended Movement2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Kawazoe, Masahiro Yokota, Daisuke Chugo, Sho Yokota, Hiroshi Hashimoto, Takahiro Katayama, Yasuhide Mizuta and Atsushi Koujina
    • 学会等名
      44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
  • [学会発表] Standing Assistance that considers user posture tolerance2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yokota, Shohei Kawazoe, Daisuke Chugo, Sho Yokota and Hiroshi Hashimoto
    • 学会等名
      21st International Conference on Climbing and Walking Robots

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公開日: 2019-12-27  

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