次世代人間機械協調システムのためのサイバーフィジカル制御の創出

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車いす運転時の縦方向振動の有無は車いすの運転時の快適度の目安となる.路面の凹凸により車いすの搭乗者にどのような振動が発生するかをモデル化できれば,運転者に振動を感じさせないようなパワーアシスト制御系を構築できる可能性がある.また，クッションにより，車椅子搭乗者が感じる振動が変わる．クッションの動特性を踏まえるために，11自由度の数学モデルに着目した．このような目的のもと, 車体および搭乗者からなる車いすの11自由度の数学モデルを構築した.モデルの妥当性については, 伝達関数の周波数特性および頭と骨盤の加速比に着目し, 既存の文献報告との整合性を確認した.また，脊椎疾患のリスク軽減に貢献できる人間の姿勢を自動的に制御する，人間と機械の協調的なサイバー物理システムを提案した．本システムでは，エア駆動アクチュエータの機構を開発し，通常の姿勢からのずれが起こったときに本体に押し付け力が発生する特性を明らかにした．柔軟なゴムチューブを備えた3Dプリントされたスケルトンにより，空気圧を調整することで適切な作動メカニズムを確保できることを実証した．