| 研究課題/領域番号 |
23500643
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
嶋脇 聡 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10344904)
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| 研究分担者 |
酒井 直隆 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90235119)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| キーワード | 電動義手 / MRI / 指腹部 / 把持力 / 有限要素法 / 感性工学 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は，ヒト手指を参考にして，電動義手の骨格と表皮の間にpulp構造（柔軟性に富んだ組織）を設置して，安定した物体把持が可能な最適なpulp複合構造および最適なpulp素材を開発する．具体的な研究項目は，(1)ヒト指尖部のMR画像よりpulp構造のモデル化，(2)試作pulpを搭載した電動義手による把持力の計測，(3)有限要素法によるpulpの変形解析，(4)人間が電動義手に触れたときの感性工学的評価，の４つである．障害者の「生活の質の向上」につながると期待できる．自治医科大学の協力により，健常者５名（年齢21～22歳、平均身長170cm，平均体重59kg）に対して，示指のＭＲＩ撮影を実施した．白色の斑状となっている部分が血液を多く含むpulp部分である．得られた画像より，pulp部分の外周を輪郭抽出用ソフトウェアSURF driver(ver.4.0，David Moody and Scott Lozanoff）を用いて抽出し，指軸方向に積層することで立体的な指尖部内pulp形状を構築した．このデータを用いて，電動義手に搭載する試作pulpを製作する．被験者より代表を１名選定して，指節骨および皮膚の輪郭も同様に抽出し，有限要素法（ANSYS LS-Dyna，サイバーネット社）の指モデルを作成した．指節部を平面圧迫した場合の数値解析を行い，ヒト指の変形挙動を解析した．このデータは次年度実施予定であるpulpを搭載した電動義手の圧迫挙動の数値解析と比較される．次年度の実施予定は，試作pulpを搭載した電動義手を製作し，把持力などを計測する．また，有限要素法により，この電動義手の指部における変形挙動を解析する．
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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
本年度実施予定であったMRI撮影が終了して，ヒト指のデータ取得は完了した．また，有限要素法によるヒト指の変形挙動解析も完了した．予定していたpulp形状の製作と電動義手への搭載がまだ完了しておらず、次年度に実施する予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度得られたpulp形状を基に，電動義手に搭載するpulp形状を決定し，pulpを搭載した電動義手を製作する。これを用いて、円筒物体などを把持した場合の把持力を計測する。また、この電動義手の有限要素解析を行い、ヒトデータと比較する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
電動義手に搭載するpulp、表皮を試作する．把持力を計測するためのグローブスキャンシートを購入する。有限要素法ソフトウエア（ANSYS LS-Dyna，サイバーネット社）をレンタルする．
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