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とりあえずの最終版
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HidetoNiwa authored Feb 9, 2020
2 parents 59cfc9f + ce4d55d commit f892cf0
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Showing 7 changed files with 168 additions and 158 deletions.
52 changes: 26 additions & 26 deletions 1_prolusion/prolusion.tex
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@@ -1,31 +1,31 @@
\section{研究背景}
近年少子高齢化が非常に深刻に進んでおりリハビリテーションロボットの需要が増大している
その様な中ヒトの運動戦略を理解することでヒトの運動機能への介入や調和を目指した
近年少子高齢化が非常に深刻に進んでおりリハビリテーションロボットの需要が増大している
その様な中ヒトの運動戦略を理解することでヒトの運動機能への介入や調和を目指した
リハビリテーションロボットの開発がより行われやすくなると考えられている.それらの
リハビリテーションロボットの開発・実用化が行われることで患者と相互に関わりながら
運動機能の再獲得を促すことなどが期待されているリハビリテーションロボットは,
リハビリテーションロボットの開発・実用化が行われることで患者と相互に関わりながら
運動機能の再獲得を促すことなどが期待されているリハビリテーションロボットは,
より効率的な効果を上げるため,ヒトの運動戦略に基づきながらトレーニングすることが望まれてる.
また,ヒトのような柔軟かつ滑らかな運動を実現することを目指す筋骨格ロボットの開発において,
ヒトの骨格や運動制御を規範としてロボットのシステムに応用することは非常に有望な方法であると
考えられている.これらのロボットの実現をするため,ヒトの骨格の仕組みや運動戦略を
明らかにすることは必要不可欠である.

また,ロボットの社会進出は凄まじさを増しており,街中でもロボットを見かける様になった.
そのような環境の中,旧来からのハードなロボットではロバスト性に限りがあり安全性の観点からも
難が見られる。故に、伸縮性や柔軟性に優れた,ソフトロボットの研究開発が盛んに行われている
そのような環境の中,旧来からのハードなロボットではロバスト性に限りがあり安全性の観点からも
難が見られる.故に,伸縮性や柔軟性に優れた,ソフトロボットの研究開発が盛んに行われている
ソフトロボットはその伸縮性や柔軟性を生かし助長性の高い,動作を行うことができるようになっている.
更に,これらに合わせて,ロボットの動作を計測するセンサも柔軟なものとなる必要性が出てきた.

本研究はこれらの研究背景の元,ヒトと同機能を持ったやわらかいアクチュエータを用いた
足関節ロボットの開発を行いやわらかいストレッチセンサの開発を行った
足関節ロボットの開発を行いやわらかいストレッチセンサの開発を行った

\section{先行研究例}

\subsection{フレキシブルストレッチセンサ}%TODO:ストレッチセンサのお話を書く
ロボットの社会進出に伴いハードなロボットではなく柔軟性を持ったやわらかロボットの研究開発が
盛んに行われているその様な中ロボットの動作計測を行うセンサーも柔軟性を持つ必要性が増加している
導電性ゴムを利用したストレッチセンサの開発が行われ実際に販売されているが高価であり既製品であるためセンサー長が
定まったもののみとなっている\cite{bando}
ロボットの社会進出に伴いハードなロボットではなく柔軟性を持ったやわらかロボットの研究開発が
盛んに行われているその様な中ロボットの動作計測を行うセンサーも柔軟性を持つ必要性が増加している
導電性ゴムを利用したストレッチセンサの開発が行われ実際に販売されているが高価であり既製品であるためセンサー長が
定まったもののみとなっている\cite{bando}

soft robotics toolkit\cite{MITSoftRobot}において,シリコンと導電性布をもちいた自作できるストレッチセンサが
紹介されている.本センサは,伸縮性に優れており,柔軟性も兼ね備えたものとなっている.また,
Expand Down Expand Up @@ -67,15 +67,15 @@ \subsection{ペダリングロボット}
\subsection{二足歩行ロボット}
%TODO:2号機のお話を書く
%TODO:2号機関連の研究のリファレンスを貼る
先述のペダリングロボットの研究成果を生かし腰椎を固定していない状態の二足歩行ロボットが製作された
本ロボットは腰椎が固定されていないことにより立脚時の歩容動作の再現を行えるようになった
なお動作時は自重を支えることができないため股間部の支持を行った。また、関節動作に関しては
先述のペダリングロボットの研究成果を生かし腰椎を固定していない状態の二足歩行ロボットが製作された
本ロボットは腰椎が固定されていないことにより立脚時の歩容動作の再現を行えるようになった
なお動作時は自重を支えることができないため股間部の支持を行った.また,関節動作に関しては
先述のロボットと同様の形となっており,股関節,膝関節,足首関節それぞれがピッチ方向にのみ自由度を持っており
2次元平面上における動作を再現することが出来た.これらの動作の再現を行うため空気圧人工筋が
2次元平面上における動作を再現することが出来た.これらの動作の再現を行うため空気圧人工筋が
ヒラメ筋,前脛骨筋,大腿四頭筋,大腿二頭筋,腸腰筋,恥骨筋の6筋分が搭載された形となっている.

これらの研究によって平衡点仮説に基づく筋シナジー解析を用いた歩行動作の解明の為に用いられた
この歩行動作解析により健常者の歩行と片麻痺患者の歩行の動作の相違に関して解明することができた
これらの研究によって平衡点仮説に基づく筋シナジー解析を用いた歩行動作の解明の為に用いられた
この歩行動作解析により健常者の歩行と片麻痺患者の歩行の動作の相違に関して解明することができた
\begin{figure}[h]
\begin{center}
\includegraphics[width=0.35\columnwidth,clip]{./1_prolusion/2nd.eps}
Expand All @@ -88,20 +88,20 @@ \subsection{二足歩行ロボット}

\section{研究目的}
%TODO:これらを統合し,筋肉の伸長を巻き込んだシステムの話をする
先述の先行研究例を踏まえやわらかいアクチュエータである空気圧人工筋の伸長計測をフレキシブルストレッチセンサを用いて計測を
行うことを一つの目的とするそのために導電性布を用いたフレキシブルストレッチセンサの製作を行った。また、センサ自体を自作するため
本センサの計測系の設計製作も行った
先述の先行研究例を踏まえやわらかいアクチュエータである空気圧人工筋の伸長計測をフレキシブルストレッチセンサを用いて計測を
行うことを一つの目的とするそのために導電性布を用いたフレキシブルストレッチセンサの製作を行った.また,センサ自体を自作するため
本センサの計測系の設計製作も行った

またペダリングロボット,2足歩行ロボットの経験を踏まえ,新たに足関節ロボットの製作を行った
これは従来のロボットでは足関節部分の自由度がピッチ方向のみの1自由度であり動作空間が2次元平面のみに制限されていた
またペダリングロボット,2足歩行ロボットの経験を踏まえ,新たに足関節ロボットの製作を行った
これは従来のロボットでは足関節部分の自由度がピッチ方向のみの1自由度であり動作空間が2次元平面のみに制限されていた
一方で実際の人間の自由度はこれに加えてロール方向,ヨー方向も存在し3自由度である.
3自由度にすることで平面動作だけでなく空間的な動きも可能になる
加えて自由度の増加により前後方向の移動だけでなく横方向への移動も可能となり人間動作の再現性が向上するとも考えられる
3自由度にすることで平面動作だけでなく空間的な動きも可能になる
加えて自由度の増加により前後方向の移動だけでなく横方向への移動も可能となり人間動作の再現性が向上するとも考えられる

最終的に導電性布を用いたストレッチセンサと新たに製作した足関節ロボットを用いて人間の筋の伸長を計測することを研究の最終目的とする
最終的に導電性布を用いたストレッチセンサと新たに製作した足関節ロボットを用いて人間の筋の伸長を計測することを研究の最終目的とする

\section{論文構成}
本論文の構成は以下の通りである.
{\bf 第2章}で足関節ロボットストレッチセンサの製作過程とストレッチセンサにおけるデータ処理について述べ,{\bf 第3章}でその解析結果を示す.
{\bf 第2章}で足関節ロボットストレッチセンサの製作過程とストレッチセンサにおけるデータ処理について述べ,{\bf 第3章}でその解析結果を示す.
{\bf 第4章}では考察する. %TODO考察内容の記述を行う
最後に{\bf 第5章}で本論文の成果をまとめる.
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