2014 Fiscal Year Research-status Report
高齢者の転倒予防を意図した標準化歩行診断技術の確立と倒れない受動アシスト杖の開発
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26420197
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
伊藤 友孝 静岡大学, 工学研究科, 准教授 (00283341)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高齢者 / 歩行診断 / 転倒予防 / 杖 / 歩行支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の超高齢社会への突入に伴い，高齢者の転倒問題が重要視されている．本研究は，(a)高齢者の転倒防止を目的とした歩行状態の計測・評価システムの開発と，定量的かつ統一的な評価法が確立されていない歩行診断分野において「標準化された定量的歩行診断法」の確立，(b)転倒要因の解析結果に基づいて，段差や傾斜地・階段などで使用者の歩行を知的に支援する受動アシスト杖の開発，の二つを目標としている．平成２６年度の研究実績の概要は以下のとおりである．
歩行診断法の開発に関しては，上期にまず歩行計測・評価システムの開発を行い，複数台の慣性センサの同期により高齢者の歩行中の両脚の運動を簡便かつ正確に計測できるシステムを構築した．また，予備研究で進めてきた歩行診断法の改良も実施し，高齢者の個人毎の歩行タイプを自動診断する機能の向上を図った．下期には，このシステムを用いて約50名の高齢者に対して歩行計測・診断実験を実施し，歩行データの解析を行った．実験では，通常歩行の計測に加えて，転倒要因を探る上で重要となる障害物またぎ動作の計測も行った．危険の無いように，立体的に見える障害物の写真を床に貼付する「仮想障害物」のまたぎ実験を考案し，これまでデータ計測が困難であった障害物に対する高齢者の実際の適応動作を知ることができるようになった．これにより，歩行周期や左右動揺の乱れなど，障害物の影響を明らかにすることができた．
受動アシスト杖の開発に関しては，上期から下期前半にかけて，予備実験の結果を元に必要な歩行支援機能の抽出を行い，上述の歩行計測の結果もふまえてアシスト杖の機能設計を行った．下期には，支援機能を実現するための具体的な機構を考案し，MR流体を用いた粘弾性制御に必要な条件を導出してプロトタイプの製作を行った．
本年度の成果により，次年度の研究計画を効率的に遂行できる準備が整った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は，当初の研究計画に基づき，(a) 歩行診断法の開発と(b) 受動アシスト杖の開発の二つの課題に対して並行して検討を行った．実績の概要に記載のとおり，課題(a)に関しては，歩行計測・診断システムを構築した上で，高齢者約50名の歩行診断実験を行った．システム構築が順調に進んだため，通常歩行に加えて，計画を半期前倒しして仮想障害物のまたぎ動作の計測を行えたため，障害物が高齢者の歩行に対してどのような影響を与えているのかを解析することができた．これは，次年度以降で高齢者の転倒要因を分析する上での重要なデータとなった．また，課題(b)に関しては，歩行実験の結果や高齢者への聞き取りに基づいて，不整地対応機能や転倒予防機能などのアシスト杖に必要な機能の抽出を行い，その上で，それを実現するための機構の考案を行った．そのアイデアに基づいて製作したプロトタイプから得た実験結果は，次年度計画を実行する上での重要な基礎データになった．
研究の成果は，国内会議にて計５件発表し，日本機械学会東海支部卒業研究発表会ではBest Presentation Awardを受賞した．また，課題(a),(b)の成果は，それぞれ査読つき国際会議に投稿し2件とも採択されており，２７年度に発表予定である．
以上より，当初計画以上に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
２７年度上期に実施予定であった「仮想障害物またぎ動作」の計測実験を半期前倒しして２６年度に実施できたため，２７年度上期はこの実験結果の詳細分析に注力する．障害物をまたぐための予備動作やまたぎ動作中のバランスの乱れ等をより詳細に分析し，診断された各個人の歩行タイプ（足の運び）との関連や転倒歴などとの関連性を抽出する．そして，分析結果を元に，下期には実験条件を工夫した上で仮想障害物またぎ実験（第二次）を実施し，転倒リスク分析や転倒メカニズムの推定など歩行動作と転倒との因果関係を学術的に解明する段階へ研究を進める．また，受動アシスト杖に関しては，上記の高齢者のまたぎ動作の特徴分析の結果をふまえて，転倒予防機能の改良設計を行う．そして，第二次プロトタイプを製作し，基本機能の評価を行う予定である．
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Research Products
(5 results)
