| 研究課題/領域番号 |
17K01551
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
長井 力 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80401777)
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| 研究分担者 |
佐川 貢一 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (30272016)
大日方 五郎 中部大学, 工学部, 教授 (50111315)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 歩行補助装置 / リハビリテーション / 支援ロボティクス / 身体状態推定 / CPGコントローラ / 疲労推定 / 福祉・介護用ロボット / 運動学習 |
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| 研究実績の概要 |
パワーアシスト装置の製作と改良を行い，使用上の問題点の検討と構造の改善を行った．
パワーアシスト装置の骨格構造及び駆動装置の製作を行い，制御装置と合わせてシステムを構築した．健常者による歩行実験を行ったところ，構造上の不具合とコントローラの不具合が見られた．その為，構造の改善と追加部品の製作，コントローラの最適化の検討を行っている．装置の制御に必要なＣＰＧコントローラの設計をシミュレーション上で行った．アシストに最適な制御パラメータの探索を行った．ＣＰＧコントローラを外部から操作し意図した運動を生成させる為に，外部からの信号により出力を変化させることに昨年度は成功しているが，問題点もある為より操作しやすい手法の検討を行っている．
健常者による歩行実験は，これらの問題を解決するために中断している為，十分な実験を行えていない．
パワーアシスト装置装着者の状態評価手法の検討については，軌道追従実験による使用者の操作特性の解析を行い使用者モデルの同定を試みた．装置使用時に装着者の疲労等の状態を評価する手法について，運動中の筋電信号を用いて評価する手法の検討を行った．
パワーアシスト装置装着者の状態評価手法に関連した歩行解析実験の結果及び人間の軌道追従特性の実験結果についてまとめ，国内会議（機械学会，ロボット学会，人間工学会他）等で発表した．関連する論文は現在執筆中である．また関連研究の調査を行い，本研究の目的及び成果について重要な点を確認した．
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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
改良型パワーアシスト装置の設計を行ったが，問題点を解消するための機構設計と改良・製作に時間がかかり，進捗が遅れている．
ＣＰＧコントローラの設計についても遅れている．当初よりＣＰＧコントローラの最適設計は困難が予想されたが，現在のところ目標とする性能が得られず計画が遅れている．コントローラの設計が遅れているため被験者を用いた実験が十分に行えていない．
対策として，疲労状態推定の検討，軌道追従特性の解析による状態推定の検討実験を進めた．これらについては研究計画を前倒して実施した．
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| 今後の研究の推進方策 |
ＣＰＧコントローラの設計の遅れが原因となり，改良型パワーアシスト装置を用いて性能検証実験を十分に行うことができなかった点が遅れている為，本年度はコントローラの設計について，外部からの助言を得ながらコントローラを完成させる．
パワーアシスト装置を用いて，健常者による追加歩行実験を行い，評価手法の有効性を検討する．安全性等が確認されれば，下肢麻痺患者への使用実験を検討する．
実験データより装着者の状態評価手法の確立を行い，実際のパワーアシスト装置への適用を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
改良型パワーアシスト装置の開発を研究スケジュールに合わせて行ったが，問題点を解消するための機構設計と改良・製作に時間がかかり，進捗が遅れている．この為，物品費の次年度使用額が生じた．
コントローラの最適設計が終了していない為，十分な性能検証実験を行うことができなかったため，実験補助謝金等の人件費・謝金についても次年度使用額が生じた．
本年度はできるだけ早くデバイスを完成させ，性能検証実験を実施する．昨年度中の研究成果については本年度以降学会発表，論文投稿を行う予定である．
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