歩行補助のための動的安定性の有する移動体のモデル化と評価システム

二年度は「下肢麻痺者のモデル化」と「評価システム構築」というように研究を二区分して推し進めた.(1)下肢麻痺者のモデル化と歩行補助制御法の構築「反射を誘発する電気刺激」と「筋肉を直接収縮させる電気刺激」を組み合わせた歩行補助制御法の構築筋麻痺を有する者は特定の神経-筋動作が不能であるだけでなく,特殊な神経-筋動作系を生じている場合がある.そこで,下肢麻痺者の「反射運動を誘発する刺激(反射刺激)系」と「麻痺筋を収縮させる刺激(直接刺激)系」を実験的に明らかにし(刺激-運動系のモデル化),歩行特性を踏まえて,反射刺激と直接刺激を組み合わせて下肢麻痺者の歩行補助を可能とする制御系の構築を行った.研究成果としては,下肢麻痺者の起立動作・歩行動作の速度向上を実現し,運動補助の可能性を示した.(2)評価システムのための歩行特性表現系歩行困難者特有の歩行特性表現系の構築を目指し,歩行時のセンサデータ群(加速度・踏圧・関節角度・表面筋電位)を主成分分析し,第一から第三主成分までを軸とする三次元特徴空間上で歩行特性を表現する情報処理法を提案した.半麻痺症状を有する被験者の協力による検証実験の結果,提案する表現系の主成分値の幾何学的軌跡が歩行特性を示し,かつ,歩行相が区分されることを確認した.すなわち,歩行動作識別の有効性を実証した.更には,歩行特性の長期的変化の計測・評価を実現するために,モバイル型マルチモーダル計測装置の開発も行った.

二年度は「下肢麻痺者のモデル化」と「評価システム構築」というように研究を二区分して推し進めた.(1)下肢麻痺者のモデル化と歩行補助制御法の構築「反射を誘発する電気刺激」と「筋肉を直接収縮させる電気刺激」を組み合わせた歩行補助制御法の構築筋麻痺を有する者は特定の神経-筋動作が不能であるだけでなく,特殊な神経-筋動作系を生じている場合がある.そこで,下肢麻痺者の「反射運動を誘発する刺激(反射刺激)系」と「麻痺筋を収縮させる刺激(直接刺激)系」を実験的に明らかにし(刺激-運動系のモデル化),歩行特性を踏まえて,反射刺激と直接刺激を組み合わせて下肢麻痺者の歩行補助を可能とする制御系の構築を行った.研究成果としては,下肢麻痺者の起立動作・歩行動作の速度向上を実現し,運動補助の可能性を示した.(2)評価システムのための歩行特性表現系歩行困難者特有の歩行特性表現系の構築を目指し,歩行時のセンサデータ群(加速度・踏圧・関節角度・表面筋電位)を主成分分析し,第一から第三主成分までを軸とする三次元特徴空間上で歩行特性を表現する情報処理法を提案した.半麻痺症状を有する被験者の協力による検証実験の結果,提案する表現系の主成分値の幾何学的軌跡が歩行特性を示し,かつ,歩行相が区分されることを確認した.すなわち,歩行動作識別の有効性を実証した.更には,歩行特性の長期的変化の計測・評価を実現するために,モバイル型マルチモーダル計測装置の開発も行った.