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2014 年度 実施状況報告書

睡眠時無呼吸状態症候群に対する非接触型寝返り誘導装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25560239
研究機関佐賀大学

研究代表者

佐藤 和也  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30284607)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードロボットアーム / 適応制御
研究実績の概要

平成25年度に引き続き,睡眠時無呼吸症候群の発生を予防する装置の開発を行った.ロボットアームの関節部にDCモータを用い,具体的なアームの作成を行った.具体的な寝室を想定してロボットアームの長さなどを検討し,プロトタイプ的な装置の設計・作成を行った.特にアームの長さが簡単に変えられる形態の装置を作成することで,各ユーザにおいてロボットアームを置く場所が多少異なり,ロボットアームの長さを変更する場合を想定して装置を設計した.一般にロボットアームの長さなどが変わると,制御性能が劣化し所望の性能が得られないことがあるが,目的が達成できるよう,関節部のDCアームの回転角制御にロバスト適応制御法を適用した.この結果,ロボットアームの長さが長くなった場合でも,ロボットアームの関節部の回転角制御において,慣性モーメントや重量の変更による制御性能の劣化が見られず,目的の動作が得られることを確認した.さらに現実に即した形式のロボットアームの作成を試みている.また,利用者の顔の大まかな位置を検出するためのマイコンの設定,ならびに顔認識のためのプログラミングを行い,その性能を検討した.使用しようとしたカメラとマイコンの相性など問題もあり,幾つかのカメラの選択を行った.最終的に顔認識のためのマイコンを組み込んだ睡眠時無呼吸症候群を予防するロボットアームシステムの開発を行っているが,マイコンの故障後,在庫不足のため入手が困難になるなど,研究の進捗が遅れることもあった.

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

装置の設計・開発を行い,適応制御法を用いた動作確認を行うなどおおむね研究の目的に応じた成果がえらえれいるが,利用者の顔認識のためのマイコンの不備などあり,多少計画から遅れている部分もある.

今後の研究の推進方策

申請年数を延長し,引き続き顔認識のためのマイコンを用いた患者の顔の位置を計測し,ロボットアームの動作の補助となるデータの入手が確実に行えるように装置の開発を行う.また論文発表などを通じて成果の発信を行う.

次年度使用額が生じた理由

当初は装置利用者の寝相を検出するための大掛かりな装置の購入・導入を検討していた.しかし,研究を進めるに従い,利用者が睡眠時無呼吸症候群の症状が出る場合はほとんど寝相が変わらないことがわかり,利用者の顔の位置や寝相などをそれほど厳密に計測する必要がないことがわかった.

次年度使用額の使用計画

上記理由により,大掛かりな装置の導入は必要ないが,より確実に動作する装置を設計・作成するためのパーツの購入,ロボットアームシステムの設計において制御系の解析と設計を行うために必要なパソコンの購入,現在投稿している論文の掲載費,研究成果を発表するための旅費などに充てることを計画している.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 睡眠時無呼吸症候群(SAS)を抑制する簡単なロボットシステム の開発2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤和也,田中将徳
    • 学会等名
      生活生命支援医療福祉工学系連合大会2014
    • 発表場所
      ルスツリゾート
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] An adaptive control of a robotic system to prevent sleep apnea syndrome2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sato, Masahiro Tanaka
    • 学会等名
      2014 International Conference on Advanced Mechatronic Systems
    • 発表場所
      東海大学熊本キャンパス
    • 年月日
      2014-08-09 – 2014-08-10

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公開日: 2016-05-27  

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