医療・福祉に適応可能な2足歩行ロボットの動的剛性解析法

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私たちは2009年、Inertial Measurement Unitの技術を応用した軽量極小の新しい小型センサシステムWB-3を開発した。動作を計測しやすいが、pcを接続する必要があり医療分野以外への適用は限定されていた。そこで2010年は、旧システムの課題を克服するために、世界中で最小かつ最軽量、優れた無線小型センサユニットWB-4を開発した。IMUは、無線化され、WB-4はマザーボードとBluetoothを接続するために2層構造となっている。2010年中にWBセンサは様々な医療アプリケーションとして幅広く使用された。主な概要を以下に述べる。詳細は下記の文献を参照していただきたい。【生体動作計測および分析】複数のセンサを積載することで(上体には12個、下体には8個まで)、リアルタイムに生体動作を推測できる。<2度程度の測定精度 サンプル時間は200Hz 入手データは生物力学の推測および生体動作分析のために解析される。【腹腔鏡手術評価】従来の訓練において、経験の浅い医師と熟練医師がどのような実績を保持しているか数値的に理解するためにWBは応用される。予備実験からは、肩の動き方などに被験者の重大な相違点が見つかった。【神経外科評価】その他の応用方法は神経外科技能の数値的評価である。神経外科はわずかな手術動作であるため、効果的な判定評価とシステムの開発は妨げられていた。極小サイズのWBは、今日のシステムでは不可能であるバイポーラ鉗子の動作を計測することに適用できた。微小物質のピック・アンド・プレイスの動作から、経験豊富な医師と経験の浅い医師を判別でき、加速と角速度の両方から相違点が示された。【咀嚼解析】WBの応用法として、咀嚼中の顎の運動を解析する装置を考案した。実験によりWBは顎の動作と咀嚼パターンを効果的に判定評価できることがわかった。更にWBによって、顎の病気の臨床的な治療と診断を支援できる情報を医師に提供することができた。研究成果は、国際的な専門誌への投稿および国際会議において数多く発表する機会を得た。