筋の力学的特性を規範とするインナー型インフレータブルアシスト技術の開発

基于肌肉力学特性的内式充气辅助技术开发

• 批准号: 21K12808
• 负责人: 塚原 淳
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12808/
• 关键词: 表面筋電位信号; インフレータブルアクチュエータ; アシストスロージング; 運動支援; インフレータブル; 筋特性; 歩行

本研究の目的は、歩行に付随して発生する筋の電気的・機械的活動の変化から、インフレータブルアクチュエータ（IfA）に供給する空気量を制御し、機能的に遊脚動作を支援する「インナー型」インフレータブルアシストスーツを開発することである。今年度では、収縮型IfA、BESセンサー、内圧センサー、IMU、コントロールユニットで構成されたインフレータブルアシストスーツを試作した。さらに、筋の電気的活動量（表面筋電位信号）の変化に基づき、DCポンプからIfAに供給する空気量を調整できる制御アルゴリズムの提案と検証実験を行った。提案する制御アルゴリズムは、計測した表面筋電位信号からIfAの目標収縮力を推定する「IfA収縮力変換器」、IfAの目標収縮力から目標空気量を推定する「IfA目標収縮力-IfA目標空気量プロファイル」、IfAの内圧値から空気量を推定する「IfA内圧-空気量プロファイル」から構成され、空気量のフィードバック制御を行うことによりIfAの収縮量を随意的に調整する制御方式である。提案する制御アルゴリズムの有用性を評価するために、本手法を搭載したインフレータブルアシストスーツを用いて、座位姿勢の健常者を対象に膝の屈伸実験を実施した。その結果、本提案手法が、健常者の大腿直筋から計測された表面筋電位信号に基づいてIfAに供給するための目標空気量を首尾よく推定し、IfA収縮量を随意的に制御できることを確認した。

は の purpose, this study step line に pay with し て 発 raw す る reinforcement の 気 の electricity, mechanical activity - the か ら, イ ン フ レ ー タ ブ ル ア ク チ ュ エ ー タ (IfA) に supply す る を royal し, empty 気 quantity function に swim foot movements を support す る "イ ン ナ ー" イ ン フ レ ー タ ブ ル ア シ ス ト ス ー ツ を open 発 す る こ と で あ る. Our で は, 収 shrinkage IfA, BES セ ン サ ー, inner 圧 セ ン サ ー, IMU, コ ン ト ロ ー ル ユ ニ ッ ト で constitute さ れ た イ ン フ レ ー タ ブ ル ア シ ス ト ス ー ツ を attempt し た. さ ら に, jin の electric 気 の myogenic potential signal (surface) of the activity - the に base づ き, DC ポ ン プ か ら IfA に supply す る empty を 気 quantity adjustment で き る suppression ア ル ゴ リ ズ ム の proposal と 検 card be 験 を line っ た. Proposal す る suppression ア ル ゴ リ ズ ム は, measuring し た surface myogenic potential signal か ら IfA の を presumed target 収 shrinkage force す る "IfA 収 shrinkage force - changer", IfA の target 収 shrinkage force か ら target amount of empty 気 を presumption す る "IfA target 収 shrinkage force - IfA empty 気 quantity プ ロ フ ァ イ ル", IfA の 圧 numerical か ら empty 気 quantity を presumption す る "the If Amount within A 圧 - empty 気 プ ロ フ ァ イ ル "か ら constitute さ れ, empty 気 の フ ィ ー ド バ ッ ク suppression を line う こ と に よ り IfA の 収 drop-off を random に adjustment す る suppression way で あ る. Proposal す る suppression ア ル ゴ リ ズ ム の usefulness を review 価 す る た め に, this technique を carry し た イ ン フ レ ー タ ブ ル ア シ ス ト ス ー ツ を with い て, seating posture の health often を be like の に knee flexion and seaborne 験 を be applied し た. そ の results, the proposed technique が, health often の straight leg muscle か ら measuring さ れ た に base surface myogenic potential signal づ い て IfA に supply す る た め の target amount of empty 気 を fore and aft よ く presumption し, IfA 収 drop-off を random に suppression で き る こ と を confirm し た.

项目成果

筋の電気的活動に基づくインフレータブルアクチュエータの随意的制御手法の開発

基于肌电活动的充气执行器自主控制方法开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 青木真希子;鈴木雅登;鈴木聡;高尾秀伸;伊藤駿;安西凌真;岡山久代;山本修太，塚原淳
• 通讯作者: 山本修太，塚原淳

下肢関節の協調歩行運動を支援するハイブリッド型インフレータブルアシストクロージングの開発-股関節部における受動型アシストに最適な運動学的パラメータの解明-

开发支持下肢关节协调行走运动的混合充气辅助服装 - 阐明髋关节被动辅助的最佳运动参数 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 青木真希子;鈴木雅登;鈴木聡;高尾秀伸;伊藤駿;安西凌真;岡山久代;山本修太，塚原淳;二間瀬颯，塚原淳
• 通讯作者: 二間瀬颯，塚原淳