| 研究概要 |
今後の高齢化社会に対して,高齢者は自立して生活を送ることが最も重要であると言われており,その支援として,高齢者の脚部に直接装着して支援を行う装着型歩行支援システムに大きな期待が集まっている.本研究では,利用者の安定性を確保する役割を車輪型歩行支援機が担い,脚部の運動支援を装着型歩行支援機が担うシステムを提案する.そして,それらを適切に制御することにより「支援」と「安全」の両立を実現する協調型歩行支援システムの研究・開発を行う.従来,研究代表者らは直動アクチュエータに基づく膝支援デバイスと回転アクチュエータを用いた股関節支援デバイスを開発し,床反力や関節角度情報などに基づき制御される装着型歩行支援機を開発してきた.また,車輪型歩行支援機においては,車輪部にブレーキを取り付け,それを適切に制御することによりシステムの運動を制御するパッシブ型歩行支援機を開発してきた.本研究では,この既存のシステムに協調制御系を適用するための改造を行った.特に,システム間の相互作用を実現するために距離センサを車輪型歩行支援機に搭載し,システム間の通信を実現するためのハードウエア及びソフトウエアの改造を行った.
また,装着型歩行支援機を人間に装着することで,人間の脚部の関節角度を取得することができ,車輪型歩行支援機の距離センサを用いると,人間と車輪型歩行支援機との相対距離関係を知ることができる.これらの情報を用いて,人間をリンク構造で表した人体簡易モデルを構築した.そして,人体モデルから人間の支援に必要な関節トルクの導出法や人間の状態(歩行状態,座位状態,立位状態,転倒状態など)を推定する手法の構築を行った.
その他,人間の人体モデルに基づき適切な運動の支援を実現するために,歩行や離床をはじめとした様々な人間の運動を正確に計測し,その解析を行うセンサシステムを構築した.
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