| 研究課題/領域番号 |
18K11419
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| 研究機関 | 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所) |
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研究代表者 |
外山 滋 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 障害工学研究部, 研究室長 (50360681)
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| 研究分担者 |
中村 隆 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 義肢装具技術研究部, 義肢装具士長 (40415360)
白銀 暁 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (90404764)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ウェアラブルセンサ / せん断力センサ / トルク測定 / 皮膚水分センサ / 褥瘡 / 義足 / 車椅子 / 姿勢計測 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では障害者のためのシート型ウェアラブルセンサデバイスの開発を進めている。まずはこれまでに研究室が開発してきたシート型せん断力センサの高機能化を進めた。その一つとしてセンシングをマルチ化できる様にするためにマルチセンシングシステムを開発した（これ自体はデバイスではなく回路とソフトのみ）。この成果についてはさっそく海外発表を行った。次に、我々のせん断力センサと市販のシート型圧力センサとの積層化（トータルの厚さ0.9mm）を行い、併せてその回路およびノートパソコン用ソフトを開発し動作確認を行った。成果については秋に国内発表を行ったが、今後は回路上の若干の改良を行った後、論文化することを予定している。また、せん断力センサの高機能化として、これまでに測ることができなかったトルク測定機能の開発に着手した。なお、分担研究者らによりシート型せん断力センサを使用した応用研究が行われ、学会発表（義足への応用）も行われた。
以上のせん断力センサの高機能化と並行して、シート型皮膚水分センサの開発に着手した。皮膚湿度が高いことは褥瘡の発生要因の一つとされており、頸椎損傷者の臀部においてしばしば問題となっている。具体的には、せん断力センサ作製技術の一つとして我々が独自に開発したレーザープリンターと電子ビーム蒸着法を組み合わせたフレキシブル基板作製技術を使って、様々なデザインの電極シートを作製した。センサとしては複数の電極シートを積層するので厚さは0.3-0.5mmとなった。また、センサを駆動するための回路とソフトを併せて試作した。今後、適切な人体モデルを使用してセンサの基本特性を調べ、その後、実際の皮膚で実験を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ウェアラブルシート型センサの一つとして、これまでに開発してきたせん断力センサの高機能化については、予定あるいはそれをやや上回る進展が得られた。まず、センサのマルチ測定システムは直ぐに完成し学会発表を行うことができた。また、我々のせん断力センサと市販の圧力センサとを積層化したシート型ハイブリッド3軸力覚センサを開発し、若干の回路の改良をすれば論文化できる段階である。さらに、新機能としてトルク測定機能開発にも年度内にスタートすることができた。今後その評価装置を作製することで、恐らく次年度には完成するものと思われる。一方、共同研究者（分担研究者）らにより応用研究が進められている。その成果の一部については学会発表も行われた。ただし、せん断力センサの長期耐久性には若干の問題も発見されたため、その改良を行う必要がある。材料検討によりおおよその見通しは得られているが、系統的な測定による確認が必要である。
また、これとは別にシート型皮膚水分センサの開発にも着手し、センサや測定回路、ソフトの一次試作を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続きシート型せん断力センサの高機能化を行う。特に次年度はトルク測定機能を確立する予定である。また、昨年度にほぼできあがっているシート型ハイブリッド3軸力覚センサについても論文化を進める予定である。また、「現在までの進捗状況」にも記載した様にセンサの長期耐久性に問題が見られたが、これも解決の目処は付いており、それを加速試験等で確認する予定である。
一方で並行して開発を進めているシート型皮膚水分センサについては、モデル皮膚を使用した客観的評価手法を確立し、さらに実際の皮膚による評価を進めたいと考えている。
さらに、共同研究者（分担研究者）には随時開発したセンサを供給し、また取り付け方法などのアドバイスを行うことで応用実験を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現時点で発注しているものの納入が年度をまたぐ物がある。また、年度末の学会の参加に関わる旅費等が反映されていない。なお、これらを考慮しても10万円程度が残ることとなる。しかし、計画が遅れているわけではなく、もともと前倒し支払い請求（20万円）を行った結果である。前倒し請求の結果の残額としての10万円は、シート型3軸ハイブリッド力覚センサの論文化が早く進んだ場合に、論文掲載費として考えていたものである。
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