人のつまずき回避能力を向上させるワイヤ駆動型歩行訓練ロボットの制御手法構築

提高人体防跌倒能力的线驱动步行训练机器人控制方法的构建

• 批准号: 19J14599
• 负责人: 三宅 太文
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14599/
• 关键词: つまずき予防; 歩行訓練; 複合現実; 歩行訓練ロボット; 動作予想

本研究は，高齢者のつまずき予防に向け，訓練を行うトレッドミル上において障害物環境を再現し，人の制御能力に応じて適応的に歩行訓練ロボットを介入させる手法の構築を目指している．初年度は，一定環境において，人のつま先高さの予測値に基づいた歩行訓練ロボットのアシスト手法を構築した．最終年度では，トレッドミル上において任意の障害物が存在する環境を再現するシステムの構築を行った．複合現実（MR）を投影するヘッドマウントディスプレイ(HMD)により，障害物が仮想的に存在する環境を生成するシステムを開発した．慣性センサや深度センサ等のセンサに基づくリアルタイム自己位置推定技術により，トレッドミル上の前方にMR障害物を配置し，ベルト速度と同速度でMR障害物を人へ接近させることを実現した．被験者実験の結果，障害物の接近が予見可能な初期投影位置の場合において，実際の障害物と同様に人が前足での障害物回避の動作を行うことができることを確認した．このことから，本システムは，歩行訓練ロボットによるつまずき予防のための新たな歩行訓練環境として使用できるものであり，期待通りの研究成果が得られたと言える．一方で，被験者が後ろ足ではMR障害物を跨がない事例も多く確認されたことから，MR障害物を現実の障害物とより同じ度合で認識可能にする仕組みが必要と考えられる．そのためには，MR障害物に対しての足位置情報のフィードバックをする機能を設ける必要があると考えられる．また，開発した歩行訓練ロボットシステムとMR障害物投影システムの統合が課題として残されているが，本研究成果によって基礎部分が十分に検討されたため，今後の実証課題として同研究グループにおいて研究を進行することが可能となっている．

は this study, the high 齢 の つ ま ず き to prevent に け, training line を う ト レ ッ ド ミ ル on に お い を reappear し て handicap of material environment, people の suppression ability に 応 じ て optimum 応 に step line training ロ ボ ッ ト を intervention さ せ る gimmick の build を refers し て い る. は early year, certain environmental に お い て, people の つ ま first high さ の to measure numerical に base づ い た step line training ロ ボ ッ ト の ア シ ス ト gimmick を build し た. Final year で は, ト レ ッ ド ミ ル on に お い て arbitrary の handicap of が exist す る environment を reappearance す る シ ス テ ム の line build を っ た. Composite now be (MR) を projection す る ヘ ッ ド マ ウ ン ト デ ィ ス プ レ イ (HMD) に よ り, handicap of content が 仮 think に exist す る environment を generated す る シ ス テ ム を open 発 し た. Inertia セ ン サ や depth セ ン サ etc. の セ ン サ に base づ く リ ア ル タ イ ム presumption their location technology に よ り, ト レ ッ ド ミ ル の に ahead on MR handicap of し を configuration, ベ ル ト speed と へ with speed で MR handicap of content を people close to さ せ る こ と を be presently し た. By 験 be 験 の as a result, the handicap of content の close が to see early may な projection position の occasions に お い て, with others in the event be の handicap of content と に people が forefoot で の handicap of objects to avoid の action line を う こ と が で き る こ と を confirm し た. こ の こ と か ら, this シ ス テ ム は, step line training ロ ボ ッ ト に よ る つ ま ず き to prevent の た め の new た な step line training environment と し て use で き る も の で あ り, looking forward to pass り の research が must ら れ た と said え る. After one party で, those 験 が ろ foot で は MR handicap of content across を が な い examples も く confirm more さ れ た こ と か ら, MR handicap of content を now be の handicap of content と よ り で know に possible association with じ degrees す る blackstone group み が と necessary test え ら れ る. そ の た め に は, MR handicap of content に し seaborne て の foot position intelligence の フ ィ ー ド バ ッ ク を す る function set を け る necessary が あ る と exam え ら れ る. ま た, open 発 し た step line training ロ ボ ッ ト シ ス テ ム と MR handicap of object projection シ ス テ ム の integration が subject と し て residual さ れ て い る が, this research に よ っ て basics が very に beg さ 検 れ た た め, future の card be subject と し て with research グ ル ー プ に お い て research を す る こ と が may と な っ て い る.

项目成果

Feasibility Evaluation of Mixed Reality Obstacles on Treadmill using HoloLens to Elicit Real Obstacle Negotiation

使用 HoloLens 对跑步机上的混合现实障碍物进行可行性评估，以引发真实的障碍物协商

• 发表时间: 2021
• 作者: Tamon Miyake;Mohammed Al-Sada;Tingting Zhong;Wei Wang;Shigeki Sugano
• 通讯作者: Shigeki Sugano

Gait Training Robot with Intermittent Force Application based on Prediction of Minimum Toe Clearance

基于最小脚趾间隙预测的间歇施力步态训练机器人

• 发表时间: 2020
• 作者: Tamon Miyake;Masakatsu G Fujie;and Shigeki Sugano
• 通讯作者: and Shigeki Sugano

ワイヤ駆動型歩行訓練ロボットによる断続的な 介入による訓練効果の検証

线驱动步态训练机器人间歇干预训练效果验证

• 发表时间: 2019
• 作者: Tamon Miyake;Masakatsu G Fujie;and Shigeki Sugano;三宅 太文，小林 洋，藤江 正克，菅野 重樹
• 通讯作者: 三宅 太文，小林 洋，藤江 正克，菅野 重樹

Gait event detection based on inter-joint coordination using only angular information

• DOI: 10.1080/01691864.2020.1803126
• 发表时间: 2020-08-14
• 期刊: ADVANCED ROBOTICS
• 影响因子: 2
• 作者: Miyake, Tamon;Kobayashi, Yo;Sugano, Shigeki
• 通讯作者: Sugano, Shigeki

Repeated exposure to tripping like perturbations elicits more precise control and lower toe clearance of the swinging foot during steady walking

• DOI: 10.1016/j.humov.2021.102775
• 发表时间: 2021-02-22
• 期刊: HUMAN MOVEMENT SCIENCE
• 影响因子: 2.1
• 作者: Miyake, Tamon;Aprigliano, Federica;Monaco, Vito
• 通讯作者: Monaco, Vito