直列弾性アクチュエータを用いた上肢運動アシストロボットのインピーダンス制御

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC5-4

グループ名: 【C】2023年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2023/08/23

タイトル(英語): Impedance control of an upper limb motion assist robot using a series elastic actuator

著者名: 丹羽 健斗（鳥取大学）,西垣 洸希（鳥取大学）,高田 翔午（鳥取大学）,中谷 真太朗（鳥取大学）,西田 信一郎（鳥取大学）

著者名(英語): Kento Niwa (Graduate School of Tottori University),Koki Nishigaki (Graduate School of Tottori University),Shoma Takada (Tottori University),Shintaro Nakatani (Tottori University),ShinIchiro Nishida (Tottori University)

キーワード: リハビリテーション|運動アシストロボット|直列弾性アクチュエータ|インピーダンス制御|rehabilitation|motion assist robot|series elastic actuator|impedance control

要約(日本語): 運動麻痺に対するリハビリテーションのためにロボットによる能動的な運動アシストを行おうとする考えがある．この時，アシストが強すぎると自分の身体をロボットが動かしているという感覚が強くなり，モチベーションが低下するおそれがある．自分の体を動かしているのは自分であるとする感覚は運動主体感として知られている．本研究では運動主体感を高めつつ適切な動作アシストを行うための手法について取り組む．適切な動作アシストのためには患者の運動機能の推定や目標運動軌道の予測とともに，安全かつ適度な負荷によるアシストができるロボットが必要となる．ここでは上肢肘関節の屈伸運動を対象として，関節への直列弾性機構の搭載とインピーダンス制御の適用により目標軌道を任意の剛性・粘性で追従することができるロボットを試作した．減速機や関節の弾性機構を含めたロボット全体の機械的なモデリングを行い，このモデルをもとに制御器を設計した．