平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 立命館大学
 
2.研究領域 理工
 
3.研究分野 マイクロメカトロニクス・ソフトメカニクス
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96P00804
 
6.研究プロジェクト名 人間との機械的親和性を重視した生活支援福祉ロボティクス

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
川村 貞夫 かわむら さだお 立命館大学・理工学部 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
牧川 方昭 まきかわ まさあき 立命館大学・理工学部 教授
永井 清 ながい きよし 立命館大学・理工学部 助教授
赤澤 堅造 あかざわ けんぞう 大阪大学大学院・工学研究科 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
平井 慎一 ひらい しんいち 立命館大学・理工学部 助教授
伊坂 忠夫 いさか ただお 立命館大学・理工学部 助教授
奥野 竜平 おくの りゅうへい 大阪大学大学院・工学研究科 助教授

10.研究成果の概要

来るべき21世紀を豊かな長寿社会とし、高度な福祉社会とすることが望まれている。この目的のために科学技術の果たすべき役割は大きい。将来の高福祉社会で要求される様々な日常生活支援作業においては、操作の安全性、機械自体の柔軟性などを含めて人間親和性の高い機器開発が必要となっている。機械と人間との親和性は、機械的接触、知能的接触、心理的接触などのレベルに分けられる。この中でも人間との機械的親和性は、人間の基本的な生活、生産余暇活動に必須の条件である。特に、本プロジェクトでは福祉やスポーツなどで、人間の運動能力を機械的に支援する目的で、人間に装着できる機械システムの実現を考える。人間の機械力学的特徴を無視し、既存要素を寄せ集めることによって、人間装着型の機械システムを実現しようとすれば、高重量、低操作性、低信頼性、低安全性、高価格などの問題が生じる。そこで、本プロジェクトでは、以下の3つのグループを形成する。(1)人間の運動特性解析 (2)小型、軽量、柔軟な要素・メカニズム開発とその制御法などの提案 (3)システム統合技術開発。 (1)では、装着型機械システムの開発を目的に、機械的インピーダンスと関節発生トルクの計測・解析から、人間との機械的親和性に優れた新しい要素・メカニズム・制御法に要求される仕様や条件を決定した。また、人間の運動に関して幾つかの新しい知見を得た。次に、(2)において、人間との機械的親和性を考慮したアクチュエータ、機械要素制御法を新たに開発し、その特性を評価した。特に、可変拘束要素は、マイクロマシン技術の援用により、従来にない性能を実現できた。最後に(3)では、人間と機械システムの装着技術などを含めた全体システムの統合方法について、幾つかの運動装具を実現する過程で、問題点を明確にするとともに、新しい方法を提案した。

11.キーワード

(1)機械的インピーダンス、(2)可変柔軟要素、(3)空気圧アクチュエータ
(4)柔軟アクチュエータ、(5)装具、(6)パワーアシスト

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
満田隆 粒子内蔵型機械拘束要素の開発と人体装着型力覚呈示装置への応用
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集   掲載予定  

著者名 論文標題
川村貞夫 ウエアラブルな可変拘束要素の開発
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文誌C編   掲載予定  

著者名 論文標題
武村史朗 ハイブリッド型空気圧・電気駆動モータの設計と制御
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文誌C編   掲載予定  

著者名 論文標題
Osamu Tabata MICROFABRICATED TUNABLE BENDING STIFFNESS DEVICES
雑誌名 発行年 ページ
Sensors and Actuators   2001 119-123

著者名 論文標題
奥野竜平 オンオフ型およびバイオミメティック型筋電義手の3D-CGシミュレータの開発
雑誌名 発行年 ページ
バイオメカニズム Vol.15 2000 165-173

著者名 論文標題
菊谷功 ヒト長母指屈筋における筋活動レベルと筋粘弾性力と関係
雑誌名 発行年 ページ
電子情報通信学会論文誌 Vol.J83-DIINo.8 2000 1832-1840

著者名 論文標題
Sadao Kawamura Development of an active orthsis for knee motion by using pneumatic actuators
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of IMCA2000   2000 615-620

著者名 論文標題
武村史朗 ベーン型空気圧モータのモデリングとスライディングモード制御
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会論文集C編 66巻652号 2000 127-134

著者名 論文標題
辻敏夫 インピーダンス・トレーニング:人間は手先インピーダンスを訓練により調整できるのか?
雑誌名 発行年 ページ
計測自動制御学会論文集 Vol.35 No.10 1999 1300-1306

著者名 論文標題
内山孝憲 ヒト肘関節伸筋の筋活動-角度-等尺性トルク関係と-負荷トルク-速度関係
雑誌名 発行年 ページ
バイオメカニズム Vol.14 1998 27-37

著者名 論文標題
S. R. Pandian Practical Design of a Sliding Mode Controller for Pneumatic Actuators
雑誌名 発行年 ページ
Transactions of the ASME Vol.119 1997 666-674

著者名 論文標題
川村貞夫 人間との機械的親波性を有する機器関発を目的とした柔軟可変機械拘束要素の概念
雑誌名 発行年 ページ
第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集 Vol.1 2000 459-460

著者名 論文標題
韓 鉉庸 人間ジャンプ動作の解析とジャンプ機能拡大用機構の開発
雑誌名 発行年 ページ
日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会予稿集   2000 1P1-24-051


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