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2015 年度 実績報告書

安全かつ低消費電力な高機能福祉システムを実現するハイブリッド型運動制御手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 24680062
研究機関東北大学

研究代表者

平田 泰久  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20323040)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード医療・福祉 / 福祉ロボット / 人間支援 / ブレーキ制御
研究実績の概要

近年,ロボット技術を用いることで,車いすや歩行器などの福祉機器の高度化を目的とした研究開発や上肢・下肢のリハビリテーションを行う運動支援システム(ハプティックデバイス)の研究開発が盛んに行われている.一般に従来のロボット技術では,福祉機器やハプティックデバイスにサーボモータを取り付け,それらを能動的に駆動することで様々な機能を実現する.しかし,本研究では,福祉システムを常にパワーアシストで駆動させるようなアクティブ型システムを目指すのではなく,人間の力で動かされるパッシブ型福祉機器を基盤とし,回生ブレーキ制御にて危険回避などの多くの機能をブレーキ制御のみで実現するとともに,上り坂での支援などブレーキ制御では支援できない一部の状況でのみ回生されたエネルギーを用いて補助的な能動支援を行う運動制御手法の構築を目指す.
本年度は昨年度までに開発してきた回生ブレーキを用いた運動制御手法を適用した移動支援システムやリハビリテーション等に応用可能なハプティックデバイスの有効性を検証する評価実験を行った.実際に回生ブレーキによって制御される歩行支援機を企業と共同開発し,2015年7月より販売を開始した.また,別の企業との共同研究により,回生ブレーキ制御による足こぎ車いすの走行支援システムの商品化に向けた取り組みを進めている.ハプティックデバイスの評価に関しては,操作点を目標経路に追従させる実験を健常者によって行い,その経路追従性を定量的に評価した.これは今後の高齢者や障がい者による実験のための安全性の確認や評価項目の検討に大きく貢献した.
構築した制御アルゴリズムやそれを適用した人間支援システムの成果は,国内学会や国際学会で発表を行った.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Motion Control of Wearable-Type Walking Support System based on the Spring-Mass Model2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Suzuki, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 27 ページ: 1339-1355

    • DOI

      10.1080/01691864.2015.1090335

    • 査読あり
  • [学会発表] Cadence Control of Cycling Wheelchair with Continuously Variable Transmission and Servo Brake2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Hirata, Shotaro Ando, Kazuhiro Kosuge
    • 学会等名
      The 2016 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      ストックホルム,スウェーデン
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobility Assistance Robots Controlled by Servo Brakes2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      IEEE/RSJ IROS Workshop on Cognitive Mobility Assistance Robots: Scientific Advances and Perspectives
    • 発表場所
      ハンブルク,ドイツ
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anomaly State Assessing of Human using Walker-type Support System Based on Statistical Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Hirata, Hiroki Yamaya, Kazuhiro Kosuge, Atsushi Koujina, Tomohiro Shirakawa, Takahiro Katayama
    • 学会等名
      The 2015 IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication
    • 発表場所
      神戸国際会議場,神戸,日本
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Motion Control of Human Assistive Robots with Servo Brakes2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Hirata
    • 学会等名
      France, German and Japan Joint Seminar on Human-Centric Robotics
    • 発表場所
      ミュンヘン,ドイツ
    • 年月日
      2015-06-10 – 2015-06-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pedaling Assistive Control Method of Cycling Wheelchair for Hemiplegia Patients2015

    • 著者名/発表者名
      Aya Kaisumi, Yasuhisa Hirata, Kazuhiro Kosuge
    • 学会等名
      The 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      シアトル,米国
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [図書] 高齢者・アクティブシニアの 本音・ニーズの発掘と 製品開発の進め方2016

    • 著者名/発表者名
      平田泰久,他
    • 総ページ数
      492
    • 出版者
      技術情報協会
  • [図書] パワーアシスト・ロボットに関する材料,電子機器,制御と実用化,その最新技術2015

    • 著者名/発表者名
      平田泰久,他
    • 総ページ数
      590
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2017-01-06  

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