2019 Fiscal Year Annual Research Report
身体・車両・環境の動的インタラクション最適化による上肢フリー移動支援機器の提案
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17H02131
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
二瓶 美里 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20409668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 央 日本大学, 工学部, 講師 (50547825)
硯川 潤 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究室長 (50571577)
菅原 雄介 東京工業大学, 工学院, 准教授 (60373031)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 移動支援機器 / 操作系 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、身体と車両、環境との動的なインタラクションを最適化することによる上肢フリー移動支援機器の提案・開発を行い、それによる効果検証を行うことを目的とする。
（１）上肢フリーのための一人乗り移動体の開発：駆動部のトルク伝達を従来のチェーン方式からシャフトドライブを用いることで、省スペース化を図った。また、座面の再設計を行った。
（２）協調学習操作系における学習能力の評価指標：ノンホロノミック車両を人―機械協調学習操作系により操作する際の、協調学習下での人の運動学習段階や学習能力を評価する評価指標を提案した。提案した評価指標は学習段階を表す指標Ⅰと学習能力を表す指標Ⅱの2種類である。ジョイスティックを用いた単純な操作系と、本研究で開発した多入力操作系での評価実験から、これらの指標が有用であることを示した。
（３）協調学習操作系の改良：協調学習操作系における学習能力の評価指標を用いることで、個人に適した学習アルゴリズムを組み込んだシステムへと改良し、Unity上での評価を行うことによって、その有効性を検証した。また、環境情報をもとに走行速度を制御する手法の検討を行った。
（４）経路創成機構と揺動スライダクランク機構を用いたペダリングシステム：コンパクトでペダル角度を制御可能な、楕円経路創成機構と揺動スライダクランク機構による1自由度ペダル機構を提案し、これにより再現される下肢動作と負荷パターンの組み合わせについて、筋骨格シミュレーションに基づく最適設計を行った。筋骨格シミュレーションの結果、設計したペダル機構と制御系によって特に腸骨筋、前脛骨筋、大腿四頭筋で高い筋活動を確認できたので、これに基づく実験装置を設計した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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