• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

ホームケアをサポートする人間生活調和型コンパクトアクチュエータの総合的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25242057
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

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)

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)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
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
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。

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。

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。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 水素吸蔵合金を用いたソフトアクチュエータ用ZrxTi1-xMn0.8V0.2Ni0.9M0.1 (M=Ni, Al, Fe, Cu) 合金の開発2015

    • 著者名/発表者名
      榊浩司, Kim Hyunjeong, 榎浩利, 細野美奈子, 吉村真一, 井野秀一, 中村優美子
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 79 ページ: 257-264

    • DOI

      10.2320/jinstmet.J2015005

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of Metal Hydride Paper to Simple Pressure Generator for Use in Soft Actuator Systems2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ino, K. Sakaki, M. Hosono, K. Doi, S. Shimada, S. Shimada, M. Chikai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society

      巻: - ページ: 4789-4792

    • DOI

      10.1109/EMBC.2015.7319465

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A study of the relationship between sit-to-stand activity and seat orientation2015

    • 著者名/発表者名
      C. Wada, T. Oda, Y. Tomiyama, S. Ino
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th Triennial Congress of the International Ergonomics Association

      巻: - ページ: Paper ID: 828

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 足圧分布画像を用いた足部アーチ分類手法の提案と検証2015

    • 著者名/発表者名
      岩上優美,安在絵美,中嶋香奈子,今泉一哉,山下和彦,岡部誠,尾内理紀男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 135 ページ: 505-512

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.135.505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 便座からの起立・着座動作時の頭部運動に着目した身体的負担に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      近井学,小澤恵美,土井幸輝,島田茂伸,和田親宗,井野秀一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(福祉情報工学)

      巻: 115 ページ: 53-57

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 健康な暮らしを創る福祉テクノロジーの分野横断的な研究展開2015

    • 著者名/発表者名
      井野秀一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(パターン認識・メディア理解)

      巻: 115 ページ: 35-37

  • [学会発表] 歩行解析のための前足部関節可動域計測装置に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      三田隆広,山下和彦,小山裕徳,川澄正史
    • 学会等名
      第25回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 発表場所
      東京工科大学(東京都)
    • 年月日
      2016-03-08 – 2016-03-09
  • [学会発表] 表圧力分布計測手法を用いた足部状態の定量評価2016

    • 著者名/発表者名
      中嶋香奈子, 近井学, 井野秀一, 佐藤洋
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2016
    • 発表場所
      産総研つくばセンター(つくば市)
    • 年月日
      2016-01-22
  • [学会発表] トイレでの立ち上がり動作における身体的負担に関する実験的検討2016

    • 著者名/発表者名
      近井学, 小澤恵美, 遠藤博史, 井野秀一
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2016
  • [学会発表] 人間計測と異分野連携に基づく福祉技術の研究展開の試み2015

    • 著者名/発表者名
      井野秀一
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会(非侵襲生体信号の解析・モデル化技術とその周辺)
    • 発表場所
      統計数理研究所(立川市)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 便座からの起立・着座動作時の頭部運動に着目した身体的負担に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      近井学, 小澤恵美, 土井幸輝, 島田茂伸, 和田親宗, 井野秀一
    • 学会等名
      電子情報通信学会福祉情報工学研究会
    • 発表場所
      産総研臨海副都心センター(東京都)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-09
  • [学会発表] 健康・福祉工学に関わる触覚テクノロジー2015

    • 著者名/発表者名
      井野秀一
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会力触覚の提示と計算研究会(触覚講習会)
    • 発表場所
      立命館大学(大津市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 椅子からの立ち上がり支援における座面状態と下肢筋活動の関係2015

    • 著者名/発表者名
      富山嘉之・和田親宗・井野秀一
    • 学会等名
      第30回リハ工学カンファレンス
    • 発表場所
      沖縄県総合福祉センター(那覇市)
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-15
  • [学会発表] 健康づくりのためのフットケアによる足部機能の改善とNW/PWのによる歩行機能の改善2015

    • 著者名/発表者名
      山下和彦
    • 学会等名
      第74回日本公衆衛生学会総会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール(長崎市)
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-06
  • [学会発表] 健康な暮らしを創る福祉テクノロジーの分野横断的な研究展開2015

    • 著者名/発表者名
      井野秀一
    • 学会等名
      電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会(CEATEC JAPAN 2015)
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉市)
    • 年月日
      2015-10-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 前足部関節可動域と足圧分布を用いたバランス機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      三田隆広,山下和彦,小山裕徳,川澄正史
    • 学会等名
      第15回日本生活支援工学会大会(LIFE2015)
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡市)
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-09
  • [学会発表] 便座からの立ち上がり動作に関する実験的検討2015

    • 著者名/発表者名
      近井学, 小澤恵美, 中嶋香奈子, 細野美奈子, 島田茂伸, 土井幸輝, 和田親宗, 井野秀一
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2015
    • 発表場所
      公立はこだて未来大学(函館市)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-04
  • [学会発表] 油圧ジャッキのレバー操作における身体負担評価の実験的検討2015

    • 著者名/発表者名
      土井幸輝,菅間敦,西村崇宏,島田茂伸,近井学,布川清彦,井野秀一
    • 学会等名
      第17回日本感性工学会大会
    • 発表場所
      文化学園大学(東京都)
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [学会発表] Application of Metal Hydride Paper to Simple Pressure Generator for Use in Soft Actuator Systems2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ino, K. Sakaki, M. Hosono, K. Doi, S. Shimada, S. Shimada, M. Chikai
    • 学会等名
      The 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Milan(Italy)
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-29
    • 国際学会
  • [学会発表] A study of the relationship between sit-to-stand activity and seat orientation2015

    • 著者名/発表者名
      C. Wada, T. Oda, Y. Tomiyama, S. Ino
    • 学会等名
      The 19th Triennial Congress of the International Ergonomics Association
    • 発表場所
      Melbourne(Australia)
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-14
    • 国際学会
  • [学会発表] 異分野連携による多様な福祉技術の研究開発の試み2015

    • 著者名/発表者名
      井野秀一
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会ヘルスケアデバイス実装技術研究会
    • 発表場所
      MMC新テクノサロン(東京都)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Pilot study of a soft metal hydride actuator for a wearable rehabilitation system2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hosono, K. Sakaki, S. Ino
    • 学会等名
      IUPESM 2015 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Toronto(Canada)
    • 年月日
      2015-07-07 – 2015-07-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study on Usability Evaluation of a Hydraulic Jack Lever2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sugama, T. Nishimura, K. Doi, S. Shimada, M. Chikai, K. Nunokawa, S. Ino
    • 学会等名
      IUPESM 2015 World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Toronto(Canada)
    • 年月日
      2015-07-07 – 2015-07-12
    • 国際学会
  • [学会発表] 足圧分布画像を用いた足部アーチ異常の一次スクリーニング手法2015

    • 著者名/発表者名
      岩上 優美,安在 絵美, 中嶋 香奈子, 今泉 一哉, 山下 和彦, 岡部 誠, 尾内 理紀夫
    • 学会等名
      ITヘルスケア学会第9回年次学術大会
    • 発表場所
      くまもと県民交流館パレア(熊本市)
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-07
  • [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
      細野美奈子,井野秀一
    • 総ページ数
      590
    • 出版者
      技術情報協会出版
  • [産業財産権] 伸縮セルモジュールおよび緩衝デバイス2016

    • 発明者名
      細野美奈子,井野秀一
    • 権利者名
      静岡県,産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-02754
    • 出願年月日
      2016-02-17

URL: 

公開日: 2018-02-05  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi