| 研究課題/領域番号 |
20K12774
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| 研究機関 | 東京都立産業技術高等専門学校 |
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研究代表者 |
青代 敏行 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (40571849)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 手首背屈掌屈 / リンク機構 / 筋電位前処理 |
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| 研究実績の概要 |
促通反復療法を実現可能な手指リハビリテーション支援機器に求められる運動として，手指運動以外に手首背屈掌屈運動も重要となる．そこでこれまでに開発した各指用支援装置との接続連携を前提として手首運動支援機構の検討，制御入力方法の検討を行った．
手首関節は，複数の骨で構成されるため複数台のカメラと触診により背屈掌屈回転中心を特定した．また手背部に加速度センサとジャイロセンサで構成した角度センサで対象手首運動時の背屈掌屈，回内回外角度を測定し，回内回外角度は微小なため装置と前腕部・手背部固定装具で受動的に吸収するとした．手首関節近傍にアクチュエータを配置した場合，手首運動を阻害する恐れがあるため，特定した手首関節回転中心を基点とした平行リンク機構を基とし，アクチュエータを前腕部後方に配置したリンク機構を構築し，手首掌屈背屈用支援装置を構築した．目的となる促通反復療法時の手首運動を支援装置未装着時と装着して実施し，掌屈背屈／回内回外角度を計測して比較による評価を行った．その結果，動作角度範囲は概ね満たしており，回内回外動作を抑制することが出来ていることを確認した．
支援機器の駆動トリガ，対象動作識別および制御入力量として前腕部表面筋電位を使用する．筋肉量や脂肪量など個人差は，筋電位信号取得時の最大値を用いた疑似％MVCと0
と1による正規化を用いた前処理をすることによって可能であることを手指動作の識別推定実験により確認した．疑似的％MVCと0，1による正規化を使用することによって出力制御が可能であることが分かった．
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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
研究目的に対して，提案する手指リハビリテーション機器による促通反復療法を実現するために手首運動機構を検討して有効性を示した．また，制御時に問題となる筋電位信号の個人差を吸収する手法として，疑似的％MVCと0，1による正規化が強力であることを確認した．これらから本研究において，一部研究計画より遅れているものの概ね研究計画の通りに一定の研究成果が得られたと言える．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で構築した試作型手首運動機構を改良し，これまでの各指運動用機構と合わせて促通反復療法を実現する支援機器を構築する．そのうえで，今回の得られた筋電位信号の前処理を実施した信号を使用して，支援機器の制御側を構築する．そして，開発する手指リハビリテーション支援機器による促通反復療法の有用性を示す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナ感染症の感染拡大の影響を受け，研究成果を発表する学会等がオンライン開催となり，学会参加に際する旅費として支出することが出来なかった．そのため，物品費として計上，支出した．その結果，次年度繰越金がしょうじた．生じた繰越金は少額であるため，物品費および旅費として振り当てる予定である．
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