人間・機械・情報系の融合複合新技術サイバニクスを駆使したロボットスーツＨＡＬの開発

文献情報

• 文献番号: 200611008A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 人間・機械・情報系の融合複合新技術サイバニクスを駆使したロボットスーツＨＡＬの開発
• 課題番号: H17-フィジ-一般-005
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 山海 嘉之(筑波大学 大学院システム情報工学研究科)

研究分担者(所属機関)

• 葛岡　英明(筑波大学　大学院システム情報工学研究科)
• 長谷川　泰久(筑波大学　大学院システム情報工学研究科)
• 居村　茂幸(茨城県立医療大学)
• 中島　孝(国立病院機構　新潟病院)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 身体機能解析・補助・代替機器開発研究
• 研究開始年度: 平成17(2005)年度
• 研究終了予定年度: 平成19(2007)年度
• 研究費: 46,320,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高齢者、運動機能障害者の介護問題は現在そして未来の大きな社会的問題で、「寝たきりからの脱却」「モビリティプロモーション（運動の増進）」は、介護費用の軽減、介護作業の軽減、活力に満ちた自立社会の展開、労働力の確保などを実現し、超高齢社会に直面する我が国にとって極めて重要なテーマである。
我々は、世界に先駆けて人間の意思通りに身体運動機能を拡張し増幅する下肢用「ロボットスーツ」（試験装置）の開発に成功した。本研究では人間・機械・情報系を融合複合した新しい学術「サイバニクス」技術を駆使し、全身系の運動機能を拡張・増幅することができるロボットスーツHALを完成させ、実用化することを目的とする。

研究方法

当該プロジェクトはリハビリテーション支援に焦点を当て、
１）リハビリテーション支援用ロボットスーツの開発
２）運動制御機構の開発
３）評価方法の開発
の三つのテーマから構成されている。

結果と考察

１）ロボットスーツは人間の下肢に対応し、股関節、膝関節、足関節にパワーユニットを持つ機構とした。装着者の身体特性に合わせて装着可能なロボットスーツのアジャスタブル機構の開発を行った。本機構は関節間のフレームの長さと傾きを調節するものである。本機構により装着者の各体節の長さや周長に合わせて装着することができる。
2）下半身の運動機能に障害をもっておられる方への歩行訓練として，ロボットスーツを用いて、健常者の歩行パターンを生成することによる歩行訓練手法を開発した。脚動作の実現は，ロボットスーツによる軌道追従制御によって実現した．この軌道追従制御に用いる目標軌道は，健常者歩行の計測から得られた下肢関節角度パターンから生成した．歩行訓練中の装着者の動作意思に応じて、タイミングよく歩行軌道の提供が行えることを目指して目標軌道は遊脚期パターンと支持脚期パターンをそれぞれ設定した。
3）視覚的評価が可能なGUIベースのアプリケーションを開発した。リハビリ用支援で用いられる各種制御パラメータ、アシスト率などの特性設定が容易であり、装着者のリハビリテーション時の運動・生体情報等をリアルタイムで把握することが可能であり、訓練効果を装着者本人が評価することができる。

結論

当該年度は実証試験に適用する下肢リハビリテーションに焦点を当てた下肢用ロボットスーツの研究開発を行った。運動制御機構として，ロボットスーツを用いて健常者の歩行パターンを生成することによる歩行訓練手法を開発し、視覚的評価が可能なGUIベースによるアプリケーションを開発。来年度は、試作したロボットスーツの実証試験を行い、当該プロジェクトを体系化・総合評価を行う。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-10-02
• 更新日: -