2004 Fiscal Year Annual Research Report
肢体不自由者の水泳運動のシミュレーション解析および補助具の開発に関する研究
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15650131
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中島 求 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (20272669)
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| Keywords | 水泳運動 / 肢体不自由者 / 補助具 / シミュレーション解析 / スポーツ科学 / 福祉工学 / 流体力学 |
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| Research Abstract |
1.平成15年度に開発した水泳シミュレーションプログラムについて,GUI (Graphical User Interface)部分を新たに開発して加え,入力データや出力データを容易に閲覧・編集できるような改良を施した.そして開発したソフトウェアをインターネット上で公開した(http://www.swum.org/swumsuit/index_j.html).
2.開発したシミュレーションプログラムを用いて,片側上肢切断が泳ぎにおよぼす影響を分析した.具体的には,上肢切断のうち,手切断,前腕切断,上腕切断の3種類の障害をシミュレーション中で表現し,泳速度や肩にかかる流体力によるモーメント等を比較した.その結果,最も重い障害である上腕切断の場合に,障害が泳ぎにおよぼす影響が最も大きいことがわかった.
3.上記で明らかになった障害が泳ぎにおよぼす影響を最も良く補償するような水泳用補助具の最適設計を行なった.具体的には,まず補助具の構造としては,装着の容易さを考慮し単純に2種類の円柱が連なったものとし,2円柱の長さ,太さ,密度の最適値を求めることとした.次にシミュレーションプログラムを拡張して非線形最適化手法と結合し,両肩に加わるモーメントの差を最小にして両肩にかかる負担をなるべく等しくするように上記の設計パラメータを決定する最適化問題を解いた.
4.上記で決定した設計パラメータに基づき,補助具を試作した.実験の都合上,上腕切断者ではなく健常者が肘を屈曲させ上腕切断を模擬し,その状態に装着できるようにした.補助具の材質は,上記最適化で求めた最適密度に基づき,アクリルとポリエチレンとした.製作した補助具を用い被験者実験を行なった.具体的には補助具を装着した状態と,補助具無しで肘を屈曲させた状態とで被験者5名に泳いでもらい,アンケートによる官能評価を行なった.その結果,すべての被験者について,補助具を装着した方が泳ぎやすいとの回答が得られ,本補助具の有効性が確認された.
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Research Products
(3 results)
