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2019 年度 実績報告書

装着型ロボットの転倒時アシストの可能性およびそれによる転倒リスク軽減効果の評価

研究課題

研究課題/領域番号 17K01293
研究機関名古屋大学

研究代表者

秋山 靖博  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00610536)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード機械安全 / 装着型ロボット / 歩行アシスト / 転倒
研究実績の概要

装着型ロボット使用中の転倒はその危害リスクの高さから対策が求められている.現在では装着型ロボットに内在する転倒要因が転倒リスクに与える影響の評価も十分に行われておらず,その分析が急がれる.本研究では,ロボット装着による動作拘束下における装着者の挙動を実地に計測し,動作戦略およびその性能の定量化を行い,人間の転倒回避のメカニズムをより詳細に解明する.また,転倒リスク低減につながる機構要素・アシストパターン等を特定し転倒防止方策の開発を行う.
これまで,装着型ロボットによる動作拘束およびアシストパターンが転倒回避動作に与える影響を計測した.異なるアシストアルゴリズムを用いたつまずき実験により,つまずき時のアルゴリズムが転倒回避動作に与える影響が,バランスの回復の速さおよび程度によって定量化された.同時に,回避動作の特徴も明らかになった.
さらに,関節自由度が異なる条件で旋回歩行実験を行い,関節自由度の差が歩容に与える影響について計測,解析を行った.これにより,関節自由度が異なる条件では補償的な動作が起こり,歩容が大きく変化することが明らかとなった.これには安定性を維持する効果がある一方,従来のアシストが想定している歩容とは異なる特徴を示し,適応的なアシストの必要性を示唆するものとなった.また,旋回歩行時には前後方向だけでなく左右,斜めなどへの転倒も想定されるため,2次元的な安定性評価が必要と考えられる.そのため,従来の安定性指標を2次元に拡張し,評価を行った.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of exoskeletal gait assistance on the recovery motion following tripping2020

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Yasuhiro、Fukui Yusuke、Okamoto Shogo、Yamada Yoji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0229150

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0229150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental analysis of the fall mitigation motion caused by tripping based on the motion observation until shortly before ground contact2019

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA Yasuhiro、MITSUOKA Kento、OKAMOTO Shogo、YAMADA Yoji
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 14 ページ: 18-00510

    • DOI

      https://doi.org/10.1299/jbse.18-00510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Validation of trip-induction system on a treadmill by comparison with a walking lane2019

    • 著者名/発表者名
      Hazuki Miyata, Yasuhiro Akiyama, Yoji Yamada, and Shogo Okamoto
    • 学会等名
      ICORS 19th International Conference on Control, Automation and Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of adaptive gait assist algorithm using ground reaction force2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Igami, Yasuhiro Akiyama, Shogo Okamoto, Yoji Yamada
    • 学会等名
      Joint 12th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems, Robotics, and Vehicles (CAMS), and 1st IFAC Workshop on Robot Control (WROCO)
    • 国際学会
  • [学会発表] 躓きによる転倒回避動作を対象とした装着型アシストロボットのアシストパターンの効果評価2019

    • 著者名/発表者名
      福井雄佑, 秋山靖博, 山田陽滋, 岡本正吾
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 装着型ロボットの股関節回旋自由度が歩容および歩行安定性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      久保木陽亮, 秋山靖博, 山田陽滋, 岡本正吾
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] トレッドミル上でつまずき転倒を誘発する実験装置の歩行レーン上でのつまずき動作との比較による妥当性検証2019

    • 著者名/発表者名
      宮田羽月, 秋山靖博, 山田陽滋, 岡本正吾
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2019

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公開日: 2021-01-27  

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