高齢者の転倒回避支援・転倒時身体保護システムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655096
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 猪岡 光 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20006191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大瀧 保明 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (50344693) ; 小野 貴彦 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (20312613) ; 石原 正 福島大学, 教育学部, 助教授 (10134016) ; 佐川 貢一 弘前大学, 理工学部, 助教授 (30272016)
• Keywords: 歩行 / 安定性 / 福祉 / 高齢者 / 加速度センサ / 携帯型装置 / 転倒

Research Abstract

転倒が誘発される瞬間を捉え,床面との衝突以前に,衝突の不可避や衝突までの時間的余裕を判定できれば,衝撃を緩和して受傷を最小限に留めるような何らかの策を提案できる可能性がある.本研究課題では衝突前転倒判定のための計測システムとアルゴリズムの開発を試みるものである.平成14年度までに体幹に取り付けた小型センサによる転倒誘発時点の検出と,体幹の矢状面内の角速度,骨盤の回旋角速度に着目した転倒判別基準を提案していた.しかしながら,「転倒」をより現実的かつ実際的に識別することを考えるならば,転倒誘発後の,踏み出し等による転倒回避(床面との衝突の回避)動作を考慮する必要がある.そこで,平成15年度は体幹の挙動に代表される体重心位置と足部接地位置を利用した転倒回避判定指標を考案した.これは発生した体幹の転倒モーメントを補償するにたる支持基底面を確保できるかどうか,その時点の踏み込み脚の位置と速度から予測して判定するものである.以下のような実験により指標の有用性を検討した.振動台(平成14年度作製)を用いて,片脚立位に対して急加速度刺激を負荷することにより前方へ転倒が誘発される状態を模擬した.加速度刺激は踏み板をステップ状にスライドさせることにより負荷し,加速度の負荷時間長と加速度振幅を変化させた.床面衝突の約0.7秒前には転倒回避の可否を判定できることを示した.上記のアルゴリズムに対応する計測システムとして,踏み出し足の移動距離と体幹の状態を計測する装着型システムを考案した.データの記録と判断処理は小型ノートパソコンを用いて行い,転倒不可避の判定時点で警報を発するシステムを構成した.

Research Products

• [Publications] Hideyuki Isobe: "Study on Fall Prediction Utilizing Portable Instruments"Proceedings of the XVth Triennial Congress of the International Ergonomics Association. S089-2 (2003)
• [Publications] Koichi Sagawa: "Estimation of Three-Dimensional Trajectory of Toe and Direction During Level Walk Utilizing Body Acceleration"Proceedings of the XVth Triennial Congress of the International Ergonomics Association. S089-4 (2003)
• [Publications] 佐川 貢一: "爪先加速度積分による歩行距離の3次元無拘束計測"計測自動制御学会論文集. 40・6(掲載予定). (2004)
• [Publications] 大瀧 保明: "姿勢安定余裕の評価と転倒予測"日本機会学会2004年度年次大会講演論文集. (発表予定). (2004)