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2018 年度 実績報告書

恒常的身体拡張を目的とした親和性向上技術と、遠隔操作および運動支援への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H03205
研究機関名古屋大学

研究代表者

長谷川 泰久  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70303675)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード歩行支援 / 走行支援 / 身体拡張 / 電気刺激
研究実績の概要

昨年に引き続き、下肢麻痺によって失われた体性感覚フィードバックの代替を行う技術について研究を進めた。操作者から指示された歩行パラメータ(歩幅、周期、歩行方向など)を満たす安定な歩行軌道を計画し、歩行を開始する2足歩行ロボットを研究開発しており、下肢運動操作インタフェースに、下肢状態(深部感覚に相当する下肢関節角度および床反力および床反力中心位置)を提示するデバイスの改良を行なった。また、歩行時の安定性向上のため、杖の振りから、歩幅および歩行周期を予測し、ZMPの安定余裕が増加するように支持脚の股関節軌道に修正をリアルタイムに行うアルゴリズムを検討した。
また、アームを持つ移動ロボットの遠隔操作時において、ロボットが自動的に衝突回避を行う際、仮想的な接触状態を触覚オノマトペにより視覚提示することで仮想の力覚提示を行い、操作負担の少ない操作デバイスを用いたHSCシステムを提案した。これにより、ロボットの遠隔操作における操作負担の低減および衝突回避動作における認知補助が期待でき、移動操作や棚内の物体操作実験を通して、オノマトペによる状況理解への効果を確認した。
外骨格型走行支援装置では、プロトタイプを用いた走行支援効果評価実験によって、現状の走行支援装置では走行中に身体と支援機器に相対移動が発生し、回生エネルギー量が予想値を大きく下回り、十分な走行支援効果が得られないことが明確となり、今後の対策を検討している。

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

走行支援装置の設計に必要となる走行実験の結果、当初計画の走行支援装置では、身体と機器に相対移動が発生し、エネルギ
ー吸収量が不足のため、十分な走行支援効果が得られないことが判明したため、身体拘束構造について変更した走行支援装置の再設計および基本性能の再確認を行う必要が生じ、遅延が生じた。

今後の研究の推進方策

これまでの研究計画に従い、健常者および障害者の恒常的身体拡張を実現する技術開発を目指し、a)視覚による力覚の代替技術、c)自己主体感を損なわない運動補正技術、d)支援機器の身体装着による運動への悪影響最小化技術、の観点からそれそれの機器を用いて研究を進める。また、走行支援装置の遅延回復に努める。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Precise Foot Positioning of Walking Robot for Paraplegic Patient Wearing Exoskeleton by Using Electrical Stimulation Feedback2018

    • 著者名/発表者名
      Li Mengze、Yuan Zhaofan、Aoyama Tadayoshi、Hasegawa Yasuhisa
    • 雑誌名

      Journal of Mechanisms and Robotics

      巻: 10 ページ: 1 ~ 8

    • DOI

      10.1115/1.4040354

    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental Evaluation of Haptic Visualization Interface for Robot Teleoperation Using Onomatopoeia in a Haptic Recognition Task2018

    • 著者名/発表者名
      M Ando, J Chiba, S Itadera, J Nakanishi, T Aoyama, Y Hasegawa
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric Stimulation based Weight Discrimination for Paraplegic Wearing Exoskeleton2018

    • 著者名/発表者名
      M Li, X Wang, T Aoyama, Y Hasegawa
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Intelligence and Safety for Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] ロボットの遠隔操作におけるオノマトペを利用した力覚視覚化インターフェース2018

    • 著者名/発表者名
      千葉丈太郎, 板寺駿輝, 中西淳, 青山忠義, 長谷川泰久
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会

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公開日: 2021-01-27  

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