Improving the Operability of a Lower Limb Power Assistive Devices for a Person with Paraplegia

本研究は，対麻痺者の歩行補助及びリハビリテーションを目的とした下肢パワーアシスト装置の開発を行っている．使用者が日常使用しやすく安全な歩行を可能とするために１． 対麻痺者の少ない身体情報から使用者の意図を推定する手法の確立，２．得られた情報から使用者の状況を推定し最適な歩行を実現する制御手法の確立を目指している．課題１については，新型コロナウイルス感染拡大の影響から，医療施設においての対麻痺者による運動解析実験を行うことができなかったため，主に健常者による歩行解析実験を行い，歩行の特徴解析手法の検討を行った．データ処理及び解析モデルの構築を行い，特徴評価に有効であるか検討している．課題２については，関連する歩行制御手法の検討及びパワーアシスト装置の改良を行った．パワーアシスト装置と使用者を協調制御させるためのセンサシステムの改良と歩行制御コントローラへの入力方法の検討を行った．その結果、従来と比較して安定性が向上し誤動作が減少した．歩行補助装置の誤動作は転倒などの重大事故につながるため、信頼性の向上は重要である．また，アシスト装置の機構について改良を行い，シンプルで堅牢な構造の実現と軽量化を行った．最適なセンサ配置とアクチュエータ機構の簡素化を行うことにより，信頼性を獲得する．構造上もっとも負荷のかかる股接手部分は，企業と共同で改良を行っている．医療施設以外での日常使用を目指す場合，複雑で重量のあるパワーアシスト装置は故障の原因と駆動時間の減少につながることから，シンプルで軽量な構造による効果は大きい．改良したパワーアシスト装置を用いて健常者による歩行実験を行い，有効性を確認した．

本研究は，対麻痺者の歩行補助及びリハビリテーションを目的とした下肢パワーアシスト装置の開発を行っている．使用者が日常使用しやすく安全な歩行を可能とするために１． 対麻痺者の少ない身体情報から使用者の意図を推定する手法の確立，２．得られた情報から使用者の状況を推定し最適な歩行を実現する制御手法の確立を目指している．課題１については，新型コロナウイルス感染拡大の影響から，医療施設においての対麻痺者による運動解析実験を行うことができなかったため，主に健常者による歩行解析実験を行い，歩行の特徴解析手法の検討を行った．データ処理及び解析モデルの構築を行い，特徴評価に有効であるか検討している．課題２については，関連する歩行制御手法の検討及びパワーアシスト装置の改良を行った．パワーアシスト装置と使用者を協調制御させるためのセンサシステムの改良と歩行制御コントローラへの入力方法の検討を行った．その結果、従来と比較して安定性が向上し誤動作が減少した．歩行補助装置の誤動作は転倒などの重大事故につながるため、信頼性の向上は重要である．また，アシスト装置の機構について改良を行い，シンプルで堅牢な構造の実現と軽量化を行った．最適なセンサ配置とアクチュエータ機構の簡素化を行うことにより，信頼性を獲得する．構造上もっとも負荷のかかる股接手部分は，企業と共同で改良を行っている．医療施設以外での日常使用を目指す場合，複雑で重量のあるパワーアシスト装置は故障の原因と駆動時間の減少につながることから，シンプルで軽量な構造による効果は大きい．改良したパワーアシスト装置を用いて健常者による歩行実験を行い，有効性を確認した．