| 研究課題/領域番号 |
18360202
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宇野 洋二 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (10203572)
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| 研究分担者 |
福村 直博 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (90293753)
福田 浩士 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (20335102)
才藤 栄一 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (50162186)
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| キーワード | リハビリテーション / 知能ロボティクス / 下肢麻痺者 / 歩行再建 / 予測的制御 / 装具歩行 / 歩補助ロボット |
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| 研究概要 |
脊髄の損傷等で下肢機能が麻痺したために車椅子の生活を送っている患者に対して、二本足での歩行を可能にするシステムの研究を行った。特に、二足歩行のダイナミクスを基にして関節の自由度とカ源を検討するとともに、下肢麻痺者の感覚・運動能力を十分に生かした歩行再建システムの開発をめざした。当年度では、動力付き下肢装具(歩行補助ロボット)が適切な補助トルクを生成できるようなセンサ・制御系を構築するとともに、装具歩行の計測実験を開始した。
1.装具歩行の計測と杖の荷重解析
下肢麻痺者が杖を用いて装具歩行する際の身体負荷を検討するために、杖の軸に力覚センサ、角度・加速度センサを取り付けて、杖の動きと腕の作用力を計測するシステムを構築した。この力計測システムを用いて、下肢麻痺者および健常者の装具歩行を計測し、荷重の解析を行った。その結果、下肢麻痺者の装具歩行では前方への重心移動のための力が身体負荷の主要な要因であることがわかった。
2.起立動作の計測と荷重中心の解析
下肢麻痺者が車椅子から起立する時の荷重中心や関節のトルクの変化を解析するために、足底圧センサと加速度センサを組み合わせたセンシングシステムを構築した。健常者の起立時の関節トルクと荷重を解析した結果、荷重中心を足底の中心付近に留めるようにトレーニングすることによって運動の安定性が向上し、関節トルクの増加もない運動が可能になることを確認した。
3.歩行パターン予測システムの試作
下肢麻痺者の腕の運動を加速度センサにより計測し、そのデータから対応する下肢の動きを予測し、歩行補助ロボットの関節トルクを制御するシステムを試作した。まずは、健常者が平行棒内で手を動かして歩行するときの計測データから運動時間と歩幅を精度よく推定できることを確認した。今後は、下肢麻痺者の歩行での予測的応答と転倒防止の機構へとシステムを発展させていく予定である。
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