本態性振戦患者のふるえを抑制する空気圧アクチュエータを用いた装着型ロボットの開発

本研究では，本態性振戦という不随意のふるえを有する方のふるえを外部から物理的に軽減する 装着型ロボットの開発しており，ふるえを軽減するだけでなく，装着時の関節への負担やロボットによる拘束を必要最低限にするために，技術課題①「人体の形状に沿わせた柔軟なアクチュエータを用いて関節を拘束する技術」，技術課題②「ふるえの強度に応じて拘束の強さを調整する技術」，技術課題③「動作意図に基づいて関節を拘束すべきタイミングを判断する技術」を解決することが必要と捉え研究を進めている．本年度は，技術課題①に関連して，柔軟材料を用いたハードウェアを開発し，関節拘束性能の評価を実施した．ハードウェアは，ワイヤや非伸縮性の生地などの柔軟材料の 材料特性を考慮し，三点固定の原理の考え方に根ざした柔軟材料の配置とすることにより，アクチュエータ作動時に柔軟材料の剛性が変化して，装着者の関節の拘束状態を可変可能な機構とした．アクチュエータの出力は第2年度に計測したふるえ発生時の本態性振戦患者の肘関節周りのトルクの計測結果に基づいて決定した．関節拘束性能評価は機能的電気刺激によって本態性振戦患者のふるえの症状を模擬した健常者を被験者として実施した．評価の結果，拘束以前の振戦の強度に依存するものの，別途，実験より導出した食事動作を実施するという目的を満たすための目標水準まで振戦を軽減可能なハードウェアを構築できたことを確認した．

本研究では，本態性振戦という不随意のふるえを有する方のふるえを外部から物理的に軽減する 装着型ロボットの開発しており，ふるえを軽減するだけでなく，装着時の関節への負担やロボットによる拘束を必要最低限にするために，技術課題①「人体の形状に沿わせた柔軟なアクチュエータを用いて関節を拘束する技術」，技術課題②「ふるえの強度に応じて拘束の強さを調整する技術」，技術課題③「動作意図に基づいて関節を拘束すべきタイミングを判断する技術」を解決することが必要と捉え研究を進めている．本年度は，技術課題①に関連して，柔軟材料を用いたハードウェアを開発し，関節拘束性能の評価を実施した．ハードウェアは，ワイヤや非伸縮性の生地などの柔軟材料の 材料特性を考慮し，三点固定の原理の考え方に根ざした柔軟材料の配置とすることにより，アクチュエータ作動時に柔軟材料の剛性が変化して，装着者の関節の拘束状態を可変可能な機構とした．アクチュエータの出力は第2年度に計測したふるえ発生時の本態性振戦患者の肘関節周りのトルクの計測結果に基づいて決定した．関節拘束性能評価は機能的電気刺激によって本態性振戦患者のふるえの症状を模擬した健常者を被験者として実施した．評価の結果，拘束以前の振戦の強度に依存するものの，別途，実験より導出した食事動作を実施するという目的を満たすための目標水準まで振戦を軽減可能なハードウェアを構築できたことを確認した．