| 研究課題/領域番号 |
25289065
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
和田 隆広 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (30322564)
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| 研究分担者 |
井上 恒 香川大学, 工学部, 助教 (90624205)
関本 昌紘 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 講師 (40454516)
保原 浩明 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 (40510673)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 大腿義足 / 慣性特性 / 運動制御 / バイオメカニクス / 動作解析 |
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| 研究実績の概要 |
１．大腿義足による階段昇段スキルの評価：大腿切断者10名に対し歩行計測を行い、階段歩行評価スケールStair Assessment Indexと自然歩行速度（平地）との関係を調べた。上位５名と下位５名の2群に分け、群間で歩行速度を比較した結果、両群に有意な差は認められなかった。この結果は階段歩行の能力を平地歩行速度から予測することが難いことや、階段歩行は平地歩行とは異なるメカニズムで行われていることを示す。一方、両群間で使用している膝継手に大きな差がないことから、大腿義足による昇段能力には切断後の歩行リハビリテーションに依存する可能性が示唆された。一方、階段昇段における慣性利用度解析を目指して、肩・腰の捻り動作を考慮した3次元11自由度モデルを用いた解析を行った。速い歩行の遊脚期終盤で腰捻りの抑制が観測されたが、それ以外では遊脚期中盤において慣性利用の度合が高くなり、従来の解析結果を支持する結果を得た。
２．慣性運動と運動学シナジーに基づく義足制御手法の開発：義足の慣性運動によって、健常者歩行と同様の運動を実現する義足運動生成手法を導出した。健常肢の情報と義足膝関節の運動の関係性を運動学シナジー解析によって同定した。その結果を利用し、時々刻々の健常肢情報から膝関節角度を同定する手法を導出した。以上より、歩行中の速度変化に対応できる制御則を実現した。
３．開発義足の改良とバイオメカニクス評価：膝継手を有効に機能させるため、立脚期における膝折れ防止機構を開発した。また歩行時の大腿角度を用いて、平地or階段の検出、およびそれらの歩行動作に必要な義足機能の制御手法を開発した。結果、平地から階段昇段の自然な動作切り替えが可能であることを確認した。一方義足の使用感向上を目指し、階段昇段機能が発現する力学要件を緩和する下肢2関節連動型義足を開発した。バイオメカニクス解析の結果、負担軽減を示唆する結果を得た。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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