高齢者の身体機能に対応する持続支援可能なロボット型パーソナルモビリティの研究開発

研究和开发可持续支持老年人身体功能的机器人个人移动

• 批准号: 20K20494
• 负责人: 田中 敏明
• 金额: $ 16.31万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20494/
• 关键词: パーソナルモビリティ; アシストロボット; 移動支援機器; 注意喚起システム; 福祉工学; リハビリテーション科学; パーソナルモビリティー; 高齢者・障害者; ロボットセラピー; 高齢者; リハビリテーション; 移動支援

本年度（2022年）では、課題であるロボット型パーソナルモビリティ（RPM）制作・RPMのIoT化を目指した。昨年度開発したIMUを用いた歩行アプリとスマホを用いた無線式として、さらにデータを分析保管可能とした。構築した本システムとしては、 ①立ち上がり座り等トランスファー支援を含む車椅子・パーソナルモビリティ、②歩行器様アシストロボット、③歩行様アシストロボット（ロボットスーツ）、以上の3支援機器に対して無線式IMUセンサおよび感覚フィードバック機能を有する。なお、本年度は振動・音声ガイド刺激に加え視覚刺激に関してHMD（ヘッドマウントディスプレイ）もしくは携帯型液晶ディスプレイを用いて本フィードバックシステムに加え構築した。振動および音声ガイドは、四肢体幹の関節運動および3つの支援機器とヒトが接する部分の動き（特に体幹と下肢）の動きを継続計測し、ヒトとRPMの動きのズレを感知して振動おおよび音声でヒト側（本人と介助者等）へ提示しRPMを制御可能とした。具体的には、RPM使用時のヒト側の関節運動において各被験者の異常関節運動が生じた場合、振動と音声で注意を本人と検査者へ素早く通知する。また同様にRPM自体の通常の動作から逸脱した場合も、被験者本人と検査者へ通知し制御可能とする。加えて、IoT技術を用い、常時モニタリングし、かつ、生体情報として心拍を無線式でモニタリング可能とした。具体的には、通常状態の平均心拍数からリハビリテーションを実施するうえで中止基準に心拍数が到達した場合、振動と音声で注意を本人と検査者へ通知する。以上に関し、健常人5名を被験者としてシステムの効果検証を実施し、今後の改善点をまとめた一部内容を論文化している。なお、①、②に関しては、注意喚起のみでなく、外部から立ち上がり座り、歩行支援時に駆動モーターの外部制御を可能とした。

今年（2022年），我们旨在创建机器人型个人移动性（RPM），并将RPM变成物联网。这是一个使用IMU去年开发的步行应用程序，使用智能手机的无线系统，可以分析和存储数据。构建的系统包括：1）轮椅和个人移动性，包括站立和坐着等转移支撑，2）Walker型辅助机器人以及3）Walker-Type辅助机器人（机器人西装）以及三个支撑装置，并具有无线IMU传感器和感觉反馈功能。除了振动和音频指南刺激外，除了使用HMD（头部安装显示）或便携式液晶显示器外，还构建了视觉刺激。振动和声音指导连续测量肢体躯干的关节运动以及人类接触三个支撑装置（尤其是躯干和下肢）的部分运动，感知人与人与RPM之间的运动差异，并使用振动和语音来控制RPM。具体而言，如果使用RPM时，每个受试者的关节运动异常发生在人类的关节运动中，则使用振动和声音迅速将注意力和检查者通知。同样，如果RPM本身偏离正常操作，则将通知受试者和检查者以控制操作。此外，物联网技术用于不断监视系统，并允许对心跳作为生物信息进行无线监控。具体而言，如果心率达到从正常情况下平均心率进行康复的取消标准，则将使用振动和声音通知患者和检查员。关于上述，对五个健康的个体进行了测试，以验证系统的有效性，并讨论了一些汇编的未来改进的内容。关于①和②，不仅会发出警告，而且在站立和坐在外面以及步行协助时，可以对驱动电机进行外部控制。

项目成果

支援機器開発におけるモニター評価手法の開発のための海外先進事例の情報収集.

收集国外先进案例，制定保障装备研制监测评价方法。

• 发表时间: 2022
• 作者: 白銀暁;中村美緒
• 通讯作者: 中村美緒

慣性センサを用いた深層学習による歩行事象検出法の片麻痺者歩行に対する適用可能性の検討

使用惯性传感器的深度学习步行事件检测方法对偏瘫患者步行的适用性检验

• 发表时间: 2022
• 作者: Lee Ji Ha;Fujii Shota;Takahashi Rintaro;Sakurai Kazuo;樋口 健，渡邉高志
• 通讯作者: 樋口 健，渡邉高志

ロボットスーツによる支援負荷の違いが歩行に与える影響.

机器人套装提供的支撑负载差异对行走的影响。

• 发表时间: 2021
• 作者: 松村亮;加藤士雄;田中敏明
• 通讯作者: 田中敏明

ジェロテクノロジー

杰罗科技

• 发表时间: 2021
• 作者: 廣瀬通孝;伊福部達;田中敏明;他
• 通讯作者: 他

The Influence on the Walking Ability by the Different Load Support with a Robot Suit for Clinical Application of Robot Therapy.

机器人治疗临床应用机器人套装不同负载支撑对行走能力的影响。

• DOI: 10.31871/ijntr.7.4.7
• 发表时间: 2021
• 期刊: International Journal of New Technology and Research
• 作者: Toshiaki Tanaka;Ryo Matsumura;Norio Kato;Nobuya Hashimoto.
• 通讯作者: Nobuya Hashimoto.