2017 Fiscal Year Annual Research Report
Theoritical and experimental study of the effect of human walking by mechanical asist device
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15H03053
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山本 元司 九州大学, 工学研究院, 教授 (90202390)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 歩行アシスト / アシスト力学モデル / 消費エネルギー低減 / 歩行バランス改善 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は前年度までに構築した歩行アシスト力学モデルを用いて効果的なアシスト制御手法を検討した．特に歩行動作がそれほど乱れていない虚弱な高齢者向けと，歩行に乱れがあるリハビリ患者向けに有効なアシスト制御手法を検討し，実験的に検証した．具体的には
１）前年度まで構築した，歩行比がおよそ一定となるというヒト歩行特徴を再現する力学モデルを用いてアシスト開始タイミング，終了タイミング，アシスト力時間変化パターンを種々変更し，歩行に要する消費エネルギーを計算することで最適なアシスト開始タイミングと終了タイミングを推定した．その結果，アシストタイミングは消費エネルギーに大きな影響を及ぼすこと，アシスト力時間変化パターンについては大きな影響はないこと，最大アシスト力の設定においては大きすぎても消費エネルギーはむしろ増加し，比較的弱い適切な値が存在することがわかった．
２）片麻痺患者のように左右アンバランスな歩行を，脚の最大筋力を左右異なる値で設定することで，歩行アシスト力学モデルを用いて再現した．これを用いて，片方の脚のみアシストすることで左右歩行バランスが改善できることがわかった．
３）上記１）の結果を実験的に検証するため，これまで健常な高齢者でおこなったアシスト実験についてエネルギー消費とそのとき加えたアシスト力パターンとを用いて，１）のシミュレーション結果と比較した．その結果，最もエネルギー消費が小さいアシストタイミングについてはシミュレーションと実験でかなりの対応が見られたが，設定アシスト力の最大値についてはかなりの違いがあった．
４）上記２）の結果を実験的に確認するため，九大病院整形外科において股関節変形症による歩行バランスが乱れている被験者に対して，患側の脚のみを適当なアシスト力とタイミングでおこなうことで，歩行バランスを改善できることを実験的に確かめた．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
