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短下肢義足の提案は種々のものがなされているが、最も新しいものについても、足の接地状態に応じてオンオフ制御により足関節のまわりの後背屈動作が基本であり、けり動作についての従来の材質のこわさに依存した形で実現することに限られている。短下肢において人の歩行動作のように、能動的に接地の状態に応じて足関節を制御し、足先に力を加えてけり動作を発生させる義足の実現のためには、足の面が接地したときの反力を推定する必要がある。足裏反力の推定を可能とする制御技術に、内部モデル制御の追いようが有効であると考えられる。しかしながら、義足の力制御に応用可能か否かは明確でなく、制御技術も未だ確立されていない。本研究では、人の短下肢と同様に、足関節の後背屈運動と同時に足裏面のけり動作の自然な動きを実現するワイヤー駆動型短下肢義足を試作するとともに、内部モデル制御を応用した新しい制御技術を提案することを目的とする。
平成21年度の成果として、人の短下肢と同様に、足関節の後背屈運動と同時に足裏面のけり動作の自然な動きを実現するワイヤー駆動型短下肢義足の設計及び製作を行い、マイコン制御を実装した試作機を完成した。さらに、実験により足裏反力を推定し、これによりけり動作が実現可能なことを確かめ、提案する制御系設計法の有効性を確認した。
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