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2007 年度 研究成果報告書概要

拮抗アクチュエータによるリハビリテーションアームに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360119
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京電機大学

研究代表者

斎藤 之男  東京電機大学, 理工学部, 教授 (50057238)

研究分担者 羽根吉 寿正  東京電機大学, 理工学部, 教授 (90120120)
梅村 敦史  東京電機大学, 理工学部, 助手 (90453795)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワード上肢動力装具 / 手の動力装具 / バイラテラルサーボ / 筋骨格を模倣した機構 / 二関節筋型アクチュエータ / 拮抗作用を有するアクチュエータ
研究概要

本研究は,動物特有の拮抗筋の効果を工学的に模倣した新しいアクチュエータを開発したことに始まる,これまでの研究から,バイラテラルサーボ系(位置決め制御,力制御)を新しい概念でシステム化することによって,(1)安全性の確立,(2)操作性の確立,(3)強力な出力の発生を進めることが可能になった.特にこれらの(1)〜(3)は障害者用パワーアシストに有効であることが確認されている.
平成17年〜19年までの成果は、
(1)頸髄損傷者を対象に、障害者自身が操作できるリハビリテーション・アームの設計・試作を行い、特に、前腕の機構を撓骨・尺骨を模倣した機構の開発、上腕部に二関節筋を模倣したアクチュエータの開発から、よりヒトの腕の動きに近いアームを設計・試作した。
(2)脳障害による手のリハビリテーションは、機能回復が難しく世界的な課題である。特に、5指を独立に動かすメカニズムと制御(位置と力制御)に対応した手の装具は国内外とも無く、本研究は、バイラテラルサーボを導入することで設計・試作した。
リハビリテーションの機能回復には、アームおよびハンドの動作プログラムと訓練用プログラムが重要である。アームのデータベースとして、格子点座標系と言うアルゴリズムを開発し、また、ハンドに関しては、指の反力を検知し動作プログラムの開発を進めた。これらのソフトウェアは実用段階ではないが障害者を対象とした訓練へ進む準備はできた。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] 人の筋構造を模倣したロボット用力伝達メカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤 之男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 125

      ページ: 297-300

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 福祉機器開発の現状と展望2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤 之男
    • 雑誌名

      精密工学会誌 38

      ページ: 21-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] バイラテラル油圧伝達機構を用いたリハビリテーションアーム2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤 之男
    • 雑誌名

      フルードパワーシステム 38

      ページ: 21-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robotic Powered Transfer Mechanism Modeling On Human Muscle Structure2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito
    • 雑誌名

      Transactions on Electronics, Information and Systems Vol. 125, No. 6

      ページ: 840-845

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Current and Perspective Technology Supporting Welfare2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito
    • 雑誌名

      Journal of the Society for Precision Engineering Vol. 73, No. 3

      ページ: 297-300

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Rehabilitation Arm Using Hydraulic Bilateral Force Transfer Mechanisms2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito
    • 雑誌名

      The Japan Fluid Power System Society Vol. 38, No. 4

      ページ: 179-183

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 頚椎損傷者用腕のトレーニングシステムの評価に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      上林 勇輝, 斉藤 之男, 矢野 宏, 大西 謙吾
    • 雑誌名

      品質工学 14

      ページ: 69-95

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 運動機能のジョイスティックによる機能性評価2005

    • 著者名/発表者名
      斉藤 之男, 宇留嶋 有史, 矢野 宏
    • 雑誌名

      品質工学 13

      ページ: 101-104

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [学会発表] Research o n Intelligent Motorized Prosthetic Hand by Functional Analysis of Human Hand at Near Future (Part II)2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito, Takanori, Higashihara, Kengo, Ohnishi
    • 学会等名
      The 5th COE Workshop on Human Adaptive Mechatronics (HAM)(Proceedings)
    • 発表場所
      Tokyo Denki University(Saitma, Japan)
    • 年月日
      20071116-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Actuator Robotics with Learning Control of Multi-motor System2007

    • 著者名/発表者名
      Atushi, Umemura, Toshimasa, Haneyoshi, Yukio, Saito
    • 学会等名
      The 33th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON07), Proceedings
    • 発表場所
      Micropolis Congress Hall,(Besanson, France)
    • 年月日
      20071105-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Study on Grasping Motion of 8 DOF Robot Arm with Visual Servo System2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Saito, O. Tsunoda, K. Adachi, K. Ohnishi
    • 学会等名
      12th IFToMM World Congress in Mechanism and Mechine Science
    • 発表場所
      Micropolis Congress Hall(Besanson,France)
    • 年月日
      20070617-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Development of Miniaturized Testing Machine of Displacement and Pressre for Biomaterial Evaluation2007

    • 著者名/発表者名
      Teruo Asaoka, Yukio Saito, Fujio Miyawaki
    • 学会等名
      12th IFToMM world Congress in mechanism and machine science
    • 発表場所
      Micropolis Congress Hall(Besanson,France)
    • 年月日
      20070617-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Study on Grasping Motion of 8 DOF Robot Arm with Visual Servo System2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Saito, O., Tsunoda, K., Adachi, K., Ohnishi
    • 学会等名
      12th IFToMM World Congress in Mechanism and Machine Science(Proceedings)
    • 発表場所
      Besanson, France
    • 年月日
      20070617-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of Miniaturized Testing Machine of Displacement and Pressre for Biomaterial Evaluation2007

    • 著者名/発表者名
      Teruo, Asaoka, Yukio, Saito, Fujio, Miyawaki
    • 学会等名
      12th IFToMM World Congress in Mechanism and Machine Science(Proceedings)
    • 発表場所
      Besanson, France
    • 年月日
      20070617-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Research on Intelligent Motorized Prosthetic Hand. by Functional Analysis of Human Hand2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito, Hiroshi, Negoto, Harumi, Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th COE Workshop on Human Adaptive Mechatronics (HAM), Proceedings
    • 発表場所
      Tokyo Denki University(Saitama, Japan)
    • 年月日
      20070502-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Research on Intelligent Motorized Prosthetic Hand by Functional Analysis of Human Hand2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio Saito, Hiroshi Negoto, Harumi Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th COE Workshop on Human Adaptive Mechatronics(HAM)
    • 発表場所
      Tokyo Denki University(Saitma,Japan)
    • 年月日
      20070302-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Research on Intelligent Motorized Prosthetic Hand by Functional Analysis of Human Hand at Near Future(Part II)2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio Saito, Takanori Higashihara, Kengo Ohnishi
    • 学会等名
      The 5th COE Workshop on Human Adaptive Mechatronics(HAM)
    • 発表場所
      Tokyo Denki University(Saitma,Japan)
    • 年月日
      2007-11-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Actuator Robotics with Learning Control of Multi-motor System2007

    • 著者名/発表者名
      Atushi Umemura, Toshimasa Haneyoshi, Yukio Saito
    • 学会等名
      The 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electoronics Society(IECON07)
    • 発表場所
      Grand Hotel(Taipei,Taiwan)
    • 年月日
      2007-11-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 人の機能を模倣したアクチュエータとロボットへの応用2007

    • 著者名/発表者名
      斉藤 之男
    • 学会等名
      電気学会東京支部埼玉支部研究発表会第10回記念大会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉,日本)
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Application to Actuator and Upper Limb Powered Orthosis imitated Human Functional Motion2007

    • 著者名/発表者名
      Yukio, Saito
    • 学会等名
      Proceeding of Transactions on Electronics, Information and Systems, No.10, Commemorative meeting
    • 発表場所
      Saitama University
    • 年月日
      2007-09-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] The Actuator for Robotics with Leaning Control of Antagonism Multi-Motor System2007

    • 著者名/発表者名
      Atsusi, Umemura, Toshimasa, Haneyoshi, Yukio, Saito, Kouichi, Minai
    • 学会等名
      13th, Symposium on Theory of Machins and Mechanisms
    • 発表場所
      Tokyo Institute Technology
    • 年月日
      2007-07-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 拮抗駆動ロボットのための学習制御2007

    • 著者名/発表者名
      梅村 敦史、羽根吉 寿正、斉藤 之男、薬袋 浩一
    • 学会等名
      日本IFToMM会議シンポジウム(第13回)
    • 発表場所
      日本工業大学(東京都、日本)
    • 年月日
      2007-06-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Learnillg Point-to-Point Control using Multi-motor Drive System2006

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura, T. Haneyoshi, Y. Saito
    • 学会等名
      Second International Symposium on Mechatronics(ASIM2006)
    • 発表場所
      City University of Hongkong(Hong-Kong,China)
    • 年月日
      2006-12-12
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] リハビリテーションアーム及び下肢動力装具の研究2006

    • 著者名/発表者名
      鉢村 瞬、斉藤 之男、羽根吉 寿正、音琴 浩
    • 学会等名
      日本IFToMM会議シンポジウム(第12回)
    • 発表場所
      東京工業大学(東京、日本)
    • 年月日
      2006-06-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] バイラテラルサーボの基礎実験とパワーウィンドウへの応用研究2006

    • 著者名/発表者名
      小泉 真吾、斉藤 之男、田島 孝光、大川 司
    • 学会等名
      日本IFToMM会議シンポジウム(第12回)
    • 発表場所
      東京工業大学(東京、日本)
    • 年月日
      2006-06-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] A Study of Learning Vibration Control in the Multi-motor Drive System2006

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura, T. Haneyoshi, Y. Saito
    • 学会等名
      10th International Conference on New Actuator(Actuator2006)
    • 発表場所
      Messe Bremen(Bremen,Germany)
    • 年月日
      2006-06-14
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Study on Designing a Biped Robot with Bi-articular Muscles type Bilateral Servo Systems2005

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsuoka, Yukio Saito, Airoshi Negoto
    • 学会等名
      6th JFPS International Symposium on Fluid Power
    • 発表場所
      HPOCHAL TSUKUBA(lbaragi,Japan)
    • 年月日
      20051107-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Study of Robot with the Ability to Detect Land Mine using Pneumatic Bilateral Servo System2005

    • 著者名/発表者名
      Kiyomi Takei, Yukio Saito, Shingo Koizumi, Hiroshi Negoto
    • 学会等名
      6th JFPS International Symposium on Fluid Power
    • 発表場所
      HPOCHAL TSUKUBA(lbaragi,Japan)
    • 年月日
      20051107-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Robot Manipulator lmitated on Antagonistic Muscles using Multi-motor Drives2005

    • 著者名/発表者名
      T. Haneyoshi, A. Umemura, Y. Saito
    • 学会等名
      3rd COE Workshop onHuman Adaptive Mechatronics(HAM)
    • 発表場所
      Tokyo Denki University(Saitama,Japan)
    • 年月日
      2005-12-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Robot Arm Imitated Mechanism of Bi-articular Muscles using Antagonism Multi-motor Drives2005

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura, T. Haneyoshi, Yukio Saito
    • 学会等名
      14th IEEE International Workshop on Robot and Human Interactive Communication
    • 発表場所
      Mariot at Vanderbilt(Nashibil,USA)
    • 年月日
      2005-08-15
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] A Study of Vibration Control by Multi-motor System2005

    • 著者名/発表者名
      A. Umemura, T. Haneyoshi, Y. Saito
    • 学会等名
      International Power Electronics Conference(IPEC)
    • 発表場所
      Toki Messe(Niigata,Japan)
    • 年月日
      2005-04-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-02-04  

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