| 研究課題/領域番号 |
22K12927
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
井上 剛 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (00823527)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 起立動作支援システム / 筋電位 / 筋電図 / ディスポーザブル電極 / 筋電計測ウェア / 動作支援 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，下肢の筋電位の計測結果に基づき起立動作を支援するシステムにおいて，利用者が電極位置の知識やディスポーザブル電極を必要としない筋電位計測方法の実現を目的とする．本年度は筋の位置を意識せず装着するだけで電極が計測対象筋上に位置する電極付き膝サポータの改良とそのサポータを用いていくつかの動作における内側広筋の筋電位計測を行った．
まず，膝サポータの試作を行った．膝サポータの電極位置を決定するため，昨年度同様超音波計測器を用いてさらに6名の実験協力者の内側広筋の位置の計測を行った．具体的には膝蓋骨上部から下前腸骨棘に向かう直線の軸を長軸，その垂直軸を短軸とし，2cmごとに内側広筋の端がどこにあるかを調べた．昨年までの計測結果と合わせ，合計35人の内側広筋の位置情報から電極位置を決定した．サポータ上に固定した電極は、サポータを装着する人の足の太さによって装着時の位置が異なる．足が太い人がサポータを装着した状態で実験により決定された電極位置に電極を配置すると，そのサポータを足が細い人が装着した際に電極が内側広筋の端に位置してしまう．そこで，本研究では多くの人が装着した際に内側広筋の筋電位が計測できる位置として，最も足が細い人が装着した際のサポータにおける決定された電極位置に使い捨ての必要がないゴム電極を配置することにした．
次に，試作したサポータを用いて起立動作時およびペダリング動作時の筋電位の計測を行った．この際，従来利用されているディスポーザブルのゲル付き電極との比較も行った．試作した電極付き膝サポータで計測した結果は，両動作時共に筋力負荷に応じて大きな筋電位信号を得ることができた．一方で，起立動作では立位状態に近い姿勢において，ペダリング動作ではペダルの回転が速い動作において，接触インピーダンスが大きくなることがあることも確認された．
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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
本研究では，下肢の筋電位の計測結果に基づき起立動作を支援するシステムにおいて，利用者が電極位置の知識やディスポーザブル電極を必要としない筋電位計測方法を実現するため，装着するだけで、電極が内側広筋上に位置する膝サポータの開発と評価を行っている．
まず，超音波計測装置を用いて35人の内側広筋の位置を膝の骨である膝蓋骨上部を基準位置として調べる実験を行い，この実験結果を基に膝サポータにゴム電極を装着した筋電計測用のプロトタイプを作成した．
続いて，試作した筋電計測用膝サポータを装着して起立動作時およびペダリング動作時の筋電位の計測を行った．この際，従来利用されているディスポーザブルのゲル付き電極との比較も行った．試作した電極付き膝サポータで計測した結果は，両動作時共に筋力負荷に応じて大きな筋電位信号を得ることができた．一方で，起立動作では立位状態に近い姿勢において，ペダリング動作では回転速度が早い動作において，接触インピーダンスが大きくなることがあることも確認された．
このように，試作した膝サポータを用いて複数の動作における筋電位を計測し，計測できることが確認できたとともに，その課題の認識も行えており，進捗は概ね順調である．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は，35人の内側広筋の計測結果から筋電位計測用膝サポータを試作し，複数の動作においてその有効性を確認することができた．一方，起立動作時においては立位に近い膝の角度において，またペダリング動作ではペダルの回転が速い場合において，接触インピーダンスが大きくなることがあることもわかった．
そこで次年度は，実験協力者を増やし，有効性の検証をより多くの利用者に対して行う．また，接触インピーダンスが生じる問題について，まずその影響の大きさを定量化するとともに，その大きさに応じた改良を行う．最後に，改良した膝サポータで計測した筋電位に基づき起立動作支援装置を駆動させ，本計測方法の有効性を検証する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験回数がわずかに予定より少なかったため，消耗品の購入が少なくなった．次年度はその分実験回数が増えるため，実験に必要な消耗品として利用する予定である．
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