| 研究課題/領域番号 |
25242057
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
井野 秀一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人間情報研究部門, 研究グループ長 (70250511)
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| 研究分担者 |
榊 浩司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創エネルギー研究部門, 主任研究員 (20392615)
近井 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 人間情報研究部門, 研究員 (60758431)
土井 幸輝 独立行政法人国立特別支援教育総合研究所, 研究企画部, 主任研究員 (10409667)
和田 親宗 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (50281837)
山下 和彦 東京医療保健大学, 医療保健学部, 教授 (00370198)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 人間生活環境 / 医療・福祉 / 防災 / 水素吸蔵合金 / アクチュエータ |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、高齢者や障害のある人たちの在宅等における日常の自立生活と非常時のレスキューをサポートする「人間生活調和型アクチュエータ」のための新技術創出を目標とした研究開発を「マテリアルサイエンス」×「人間工学」の異分野連携で展開している。本年度は、前年度に実施したコンパクトかつハイパワーなアクチュエータのための基礎研究の成果を試作レベルに向けて加速すると共に、ユーザーフレンドリーかつ省エネの機能デザインを指向したアクチュエーションのシステム開発に取り組んだ。具体的には、抄紙技術と熱伝導素材を応用したLaNi5系の水素吸蔵合金シートを作成し、試作した合金シート（新形態）と合金粉末（通常形態）の性能比較の評価実験および走査型電子顕微鏡による構造観察を行った。その結果、 P-C-T（圧力－組成－等温線）特性の比較で特段の差異は見られず、シート化の加工によって合金の基礎的な物性に劣化を及ぼすことのないことがわかった。さらに、アクチュエータとして重要な反応速度（水素吸蔵・放出）は、放熱を助ける添加物を合金シートに混合させる工夫により増加した。アクチュエータへの組み込みの形態的メリット（ユーザビリティ）も、粉体からシートに転換することで、格段に向上した。また、この合金シートと小型の金属ベローズを利用したコンパクトなリフトユニットのプロトタイプを試作した。さらに、人間工学に基づく動作研究では、ホームケア支援および防災活動支援のシステムデザインのための計測実験を行い、座面リフトによる安定な移乗動作および家具の転倒対処などでのジャッキ操作の至適条件を筋電計やモーションキャプチャ等により探った。その結果、移乗時のリフト支援策としては、着座シートの前後スライド機能、防災ジャッキの身体的負担の少ない操作方法としては、ジャッキのレバーとユーザの体幹との位置関係の重要性が示唆された。
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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
本年度は、人間生活調和型アクチュエータシステムの基盤研究としての合金開発と周辺技術開発を推進すると共に、人間中心デザインをコアとしてシステム開発を展開するための人間工学に基づく計測実験を行った。アクチュエータシステムの基盤研究では、抄紙技術の活用により水素吸蔵合金（LaNi5系）の柔らかなシート化の技術開発に着手し、試作した合金シートの機能評価および構造観察を従来タイプの合金粉末との比較検討で行い、その有用性を実験的に検証した。また、人間工学研究では、ホームケアおよび防災活動の支援システムの設計基礎データとして欠かせないトイレでの移乗時のリフト動作および防災ジャッキのレバー操作の至適条件を生体計測等により定量的に示すことができた。なお、移乗動作時の前傾姿勢による安定条件の探索過程で若干の課題が生じたが、体重支持の座面部に水平スライド機構を付与する工夫等によって首尾良く機能改善を図ることができた。以上より、概ね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度に引き続き、人間生活調和型アクチュエータシステムの基盤研究と人間工学研究を異分野連携で融合的に展開し、得られた研究成果は国内外の学会や学術雑誌などで積極的に発表する。また、マテリアルサイエンスや福祉工学の視点に基づくコンパクトで柔らかなアクチュエータシステムの改良研究、ホームケアおよび家庭用防災のサポート技術のモデル構築ためのエビデンスとしての生体計測を多角的に実施する。さらに、生体計測で得られた基礎データを設計仕様に反映させ、人間中心デザインのコンパクトアクチュエータのプロトタイプ開発と機能評価を行い、介護や防災の現場ニーズに立脚した人間生活調和型アクチュエータの技術展望を広く議論し、本課題の統括に向けて研究を推進する。
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