| 研究課題/領域番号 |
19H02112
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
小林 洋 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50424817)
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| 研究分担者 |
田中 正夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40163571)
大谷 智仁 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (40778990)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 外筋型服ロボット / テンセグリティ / 筋骨格構造 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，人間の筋骨格の構造をテンセグリティと捉え，そのモデルによる解析を規範とした研究開発を実施する．人間との親和性が高い柔軟な装着型ロボットを開発するための方法論として，人体の構造のテンセグリティモデルを規範とする設計手法を構築することを本研究の目的とする．また，人体筋骨格モデルの中に，外筋型ロボットを模擬的な筋として組み込み，全体の力学的特性を最適化する設計手法を開発する．
人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルに基づく外筋型服ロボットの設計手法の構築にむけ，下記の3点を実施した．
A) 人体テンセグリティモデルの構築： テンセグリティモデルにおいては，骨をストラット，筋（筋膜）と靭帯をケーブルと考え，各関節間の骨，筋（筋膜），靭帯を解剖学的な配置をもとに配置することで，モデルを構築する．肩関節から上肢にかけてのモデルを構築し，モデルを用いた数値計算により，外部負荷をかけた際の骨頭位置の変化や筋の負荷分配を調査した．
B) 最適設計手法の構築： 構築したテンセグリティモデルを用いて，外筋をつける配置，外筋の発揮力や物性を設計するための手法を開発する．最適化手法においては，目的とする条件（筋の負荷を減らすなど）を最適化するように外筋モデルの条件（配置，発揮力，物性）を変化させることを検討する．最適化手法への拡張を目指し，筋の特性や位置などを変化させたときの負荷分配への感度解析を引き続き実施した．
C)プロトタイプ開発と評価： 外筋型服ロボットのプロトタイプを開発し，ハードウェアとしての有効性を検討すると共に，A)テンセグリティモデルとB)設計手法の評価を実施することを目指し，評価系のプロトタイプの開発を実施する．上肢を対象としたハードウェアの開発を実施した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
A)人体テンセグリティモデルの構築に関して，当初の研究計画のうち，本年度の実施項目として設定した項目に進捗があり，おおむね順調に推移している．B)最適設計手法の構築は，設計指針の策定に予想以上の時間を要したため，やや遅れている．C)に関しては，評価実験の実施に遅れがでている．今後は，研究計画を整理し，研究を加速させる．
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| 今後の研究の推進方策 |
人体の筋骨格構造のテンセグリティモデルに基づく外筋型服ロボットの設計手法の構築にむけ，下記の3つに分け，研究を推進している．各々の今後の推進方策は下記である．
A)人体テンセグリティモデルの構築： モデルの改善を実施する．
B)最適設計手法の構築： 最適化手法の構築を実施する．
C)プロトタイプ開発と評価： 評価実験を実施し，A)とB）の改善に活かす．
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