「力を感じる医療・福祉介護次世代ロボット」プロジェクト

プロジェクトリーダー

ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄﾘ-ﾀﾞ-：下野 誠通

下野 誠通
横浜国立大学大学院
准教授

研究体制

期間

(戦略的研究シーズ育成事業)
「機能性ハプティックアクチュエータの創製」

　2015年4月～2016年3月


(有望シーズ展開事業)
「力を感じる医療・福祉介護次世代ロボット」プロジェクト

　2016年4月～2020年3月

構成

    • プロジェクトリーダー
    • 研究顧問
    • 常勤研究員
    • 非常勤研究員
    • 研究協力員
    • 派遣研究員

実施場所

かながわサイエンスパーク（KSP）
神奈川県川崎市高津区
坂戸３-２-１　東棟３F

TOPICS

    • 2019.6.14【講演・学会発表】
      The 28th IEEE International Symposium on Industrial Electronics（IEEE-ISIE2019）（6月12～14日）で松永卓也研究員、下野誠通PL及び大西公平研究顧問らが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Multi DoF Robotic Platform using Large Circular Linear Motors for Surgical Robot」
      題目：「Design and Analysis of Core-less Multi-layered Axial Motor」


    • 2019.3.18【講演・学会発表】
      IEEE International Conference on Mechatronics (ICM2019)（3月18～20日）で富樫　信之、溝口貴弘研究員が研究成果の発表を行いました。
      題目：「Experimental Study on Bilateral Control System under Different Wireless Communication Methods」
      題目：「Development of Three-axis Seating Posture Holding Assist Chair and Proposed Variable Compliance Control」

    • 2019.3.5【講演・学会発表】
      The IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization(SAMCON 2019)（3月4～6日）で松永卓也、野崎貴裕、溝口貴弘研究員、下野誠通PL及び大西公平研究顧問らが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Identification Method of Environmental Stiffness using Haptic Forceps for Brain Surgery」
      題目：「Utility Consideration of Haptic Forceps for Brain Surgery」
      題目：「Development of Multi Degree of Freedom Haptic Forceps Robot with Multi Actuated Fingers」
      題目：「Comparison between Calculated and Measured Output Force of Supporting Robot for Lower Limb Function」
      題目：「Adaptability Improvement of Handling Object based Inertia Variation in Multi DOF Motion Copying System」

    • 2019.2.15【講演・学会発表】
      The 20th International Conference On Industrial Technology (ICIT2019)（2月13～15日）で大西公平研究顧問が招待講演を行いました。
      題目：「Haptics-Led Innovation」



    • 2019.1.26【講演・学会発表】
      第11回日本ロボット外科学会学術集会（1月26日）で大西公平研究顧問が招待講演を行いました。
      題目：「リアルハプティクス技術を用いた外科支援手術ロボット」

    • 2019.1.24【講演・学会発表】
      電気学会 リニアドライブ研究会（1月24～25日）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「等価磁化電流による磁束密度計算に基づく磁気ギアードリニアモータの推力導出」


    • 2018.11.1【論文発表】
      下野誠通PLらの研究成果が、「The ROBOT イノベーション×ビジネス」(機械設計2018年11月号別冊(日刊工業新聞社))に掲載されました。
      力を感じる医療・福祉介護次世代ロボット
      The ROBOT イノベーション×ビジネス (機械設計2018年11月号別冊)


    • 2018.10.23【講演・学会発表】
      The 44th Annual Conference of the IEEEE Industrial Electronics Society(IECON2018)（10月21～23日）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Rationale for researching in DOB/OC-based rehabilitation robots: simulation results」

    • 2018.9.25【講演・学会発表】
      電気学会メカトロニクス制御研究会（9月25日）で富樫信之研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「力情報に基づく下肢機能評価に関する一考察」

    • 2018.9.25【講演・学会発表】
      電気学会メカトロニクス制御研究会（9月25日）で富樫信之研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「力情報に基づく下肢機能評価に関する一考察」

    • 2018.9.14【講演・学会発表】
      the New Method of Damage and Failure Analysis of Structural Parts（YNC-Ostrava Workshop）（9月10～14日）で松永卓也研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Penetration Detection Method using Jerk-Dimension Signals without a Force Sensor」

    • 2018.8.30【講演・学会発表】
      平成30年電気学会産業応用部門大会（JIASC2018）（8月28～30日）で松永卓也研究員、大西公平研究顧問及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「A Haptic Information Processing Method using Scaling in Motion Reproduction System with Different structure」
      題目：「Analysis of Multi-layered Axial Motor」

    • 2018.7.27【講演・学会発表】
      The 37th Chinese Control Conference(CCC2018)（7月25～27日）で大西公平研究顧が招待講演を行いました。
      題目：「Real Haptics」

    • 2018.7.12【講演・学会発表】
      AIM 2018 : IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics（7月9～12日）で松永卓也、溝口貴弘、野崎貴裕研究員、大西公平研究顧問及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Identification Method of Environmental Stiffness using Haptic Forceps for Brain Surgery」
      題目：「Accurate Force Control of Flexible Manipulator based on Mismatch of Stiffness in Load Side Observer」
      題目：「Improvement of Supporting Robot for Lower Limb and Evaluation of Output Force in Vertical Direction」

    • 2018.6.15【論文発表】
      大西公平研究顧問及び下野誠通PLらの総説が、「人工臓器」(日本人工臓器学会)に掲載されました。
      力触覚のあるロボット
      人工臓器, 47(1), pp.1-6, 2018.


    • 2018.5.22【講演・学会発表】
      The 2018 International Power Electronics Conference ‐ECCE Asia‐ （朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
      題目：「Analysis of Interior Permanent Magnet Two Degree of Freedom Motor Based on Cross-Coupled Structure」

    • 2018.5.1【論文発表】
      野崎貴裕研究員及び下野誠通PLらの総説が、「CARE WORK」(介護労働安定センター)に掲載されました。
      高齢化社会におけるロボット活用の展望 リアルハプティクス技術で介護に幸福な未来を
      CARE WORK, 5(293), pp.10-12, 2018.






      • 2018.11.1【論文発表】
        下野誠通PLらの研究成果が、「The ROBOT イノベーション×ビジネス」(機械設計2018年11月号別冊(日刊工業新聞社))に掲載されました。
        力を感じる医療・福祉介護次世代ロボット
        The ROBOT イノベーション×ビジネス (機械設計2018年11月号別冊)


      • 2018.6.15【論文発表】
        大西公平研究顧問及び下野誠通PLらの総説が、「人工臓器」(日本人工臓器学会)に掲載されました。
        力触覚のあるロボット
        人工臓器, 47(1), pp.1-6, 2018.


      • 2018.5.1【論文発表】
        野崎貴裕研究員及び下野誠通PLらの総説が、「CARE WORK」(介護労働安定センター)に掲載されました。
        高齢化社会におけるロボット活用の展望 リアルハプティクス技術で介護に幸福な未来を
        CARE WORK, 5(293), pp.10-12, 2018.

        • 2019.6.14【講演・学会発表】
          The 28th IEEE International Symposium on Industrial Electronics（IEEE-ISIE2019）（6月12～14日）で松永卓也研究員、下野誠通PL及び大西公平研究顧問らが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Multi DoF Robotic Platform using Large Circular Linear Motors for Surgical Robot」
          題目：「Design and Analysis of Core-less Multi-layered Axial Motor」

        • 2019.3.18【講演・学会発表】
          IEEE International Conference on Mechatronics (ICM2019)（3月18～20日）で富樫　信之、溝口貴弘研究員が研究成果の発表を行いました。
          題目：「Experimental Study on Bilateral Control System under Different Wireless Communication Methods」
          題目：「Development of Three-axis Seating Posture Holding Assist Chair and Proposed Variable Compliance Control」

        • 2019.3.5【講演・学会発表】
          The IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization(SAMCON 2019)（3月4～6日）で松永卓也、野崎貴裕、溝口貴弘研究員、下野誠通PL及び大西公平研究顧問らが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Identification Method of Environmental Stiffness using Haptic Forceps for Brain Surgery」
          題目：「Utility Consideration of Haptic Forceps for Brain Surgery」
          題目：「Development of Multi Degree of Freedom Haptic Forceps Robot with Multi Actuated Fingers」
          題目：「Comparison between Calculated and Measured Output Force of Supporting Robot for Lower Limb Function」
          題目：「Adaptability Improvement of Handling Object based Inertia Variation in Multi DOF Motion Copying System」

        • 2019.2.15【講演・学会発表】
          The 20th International Conference On Industrial Technology (ICIT2019)（2月13～15日）で大西公平研究顧問が招待講演を行いました。
          題目：「Haptics-Led Innovation」

        • 2019.1.26【講演・学会発表】
          第11回日本ロボット外科学会学術集会（1月26日）で大西公平研究顧問が招待講演を行いました。
          題目：「リアルハプティクス技術を用いた外科支援手術ロボット」

        • 2019.1.24【講演・学会発表】
          電気学会 リニアドライブ研究会（1月24～25日）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「等価磁化電流による磁束密度計算に基づく磁気ギアードリニアモータの推力導出」

        • 2018.11.27【講演・学会発表】
          YNU研究イノベーション・シンポジウム2018（11月27日）で下野誠通PLが招待講演を行いました。
          題目：「リアルハプティクスが拓く未来医療」

        • 2018.10.23【講演・学会発表】
          The 44th Annual Conference of the IEEEE Industrial Electronics Society(IECON2018)（10月21～23日）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Rationale for researching in DOB/OC-based rehabilitation robots: simulation results」

        • 2018.9.25【講演・学会発表】
          電気学会メカトロニクス制御研究会（9月25日）で富樫信之研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「力情報に基づく下肢機能評価に関する一考察」

        • 2018.9.25【講演・学会発表】
          電気学会メカトロニクス制御研究会（9月25日）で富樫信之研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「力情報に基づく下肢機能評価に関する一考察」

        • 2018.9.14【講演・学会発表】
          the New Method of Damage and Failure Analysis of Structural Parts（YNC-Ostrava Workshop）（9月10～14日）で松永卓也研究員及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Penetration Detection Method using Jerk-Dimension Signals without a Force Sensor」

        • 2018.8.30【講演・学会発表】
          平成30年電気学会産業応用部門大会（JIASC2018）（8月28～30日）で松永卓也研究員、大西公平研究顧問及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「A Haptic Information Processing Method using Scaling in Motion Reproduction System with Different structure」
          題目：「Analysis of Multi-layered Axial Motor」

        • 2018.7.27【講演・学会発表】
          The 37th Chinese Control Conference(CCC2018)（7月25～27日）で大西公平研究顧が招待講演を行いました。
          題目：「Real Haptics」

        • 2018.7.12【講演・学会発表】
          AIM 2018 : IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics（7月9～12日）で松永卓也、溝口貴弘、野崎貴裕研究員、大西公平研究顧問及び下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Identification Method of Environmental Stiffness using Haptic Forceps for Brain Surgery」
          題目：「Accurate Force Control of Flexible Manipulator based on Mismatch of Stiffness in Load Side Observer」
          題目：「Improvement of Supporting Robot for Lower Limb and Evaluation of Output Force in Vertical Direction」

        • 2018.5.22【講演・学会発表】
          The 2018 International Power Electronics Conference ‐ECCE Asia‐ （朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター）で下野誠通PLらが研究成果の発表を行いました。
          題目：「Analysis of Interior Permanent Magnet Two Degree of Freedom Motor Based on Cross-Coupled Structure」

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      研究概要

      力を感じる医療・福祉介護次世代ロボットプロジェクト概要図

      　超高齢社会では高齢者の増加に伴って益々若年介 護者が必要となります。その結果、社会の持続的発 展を達成するために必要な生産人口が減少すること となります。このような背景から、人間の動作を物理 的に補助する新ロボット技術の研究開発が強く望まれ ています。
      　しかしながら、人間支援にはこれまで産業用ロボット技術で培ってきた力強く頑強で精密な動作のみでは対応しきれない場面が多く現れます。これは人との身体的な接触が必要となる支援動作では、優しく柔らか な動作が不可欠となるからです。　このような機能は力触覚（ハプティック）技術を用いることでロボットに実装することが可能です。力触覚技術の実装においては、ロボットで利用するアクチュエータの基本性能が非常に重要であることから、 KASTの戦略的研究シーズ育成事業（平成27年度）では力触覚技術実装に適した新たなアクチュエータの研究開発を行ってきました。
      　本プロジェクトでは、これらのアクチュエータ技術に加えて、力触覚基盤技術、モータ制御技術および生活支援応用技術を結集し、超高齢社会に必要とさ れる医療・福祉・介護を支援する実用的な次世代支援ロボットの開発を行います。
      　人間支援を行うロボットには、人間との物理的インタラクションが必須とされるものの、これまでのロボット工学ではその実現策を十分には示していませんでした。人間の意図に反さず優しく接触するための繊 細な力加減の制御が人間支援実現の鍵となります。力触覚技術を実装することでロボットは力を感じることができるようになります。
      　本プロジェクトは、医療福祉介護支援分野において力触覚技術の実用化を狙ったものです。本プロジェクトにおいては、機能性ハプティックアクチュエータおよび力触覚技術の応用対象を、医療を支援するための医療デバイス、手術支援ロボット、障害などに起因する身体能力低下を補う福祉を支援するためのリハビリテーション支援ロボット、高齢者介護を支援するための生活支援ロボットの四つに大別し、随時研究開発および成果の実用化を行うことで段階的にノウハウや技術の蓄積をし、次の研究開発、実用化へと繋げていきます。

      研究内容

      ❶ 医療デバイスの開発

      医療デバイスの開発

      　力覚機能を有する鉗子ロボット等の低自由度デバイスを試作し、これを用いた性能評価試験および臨床試験をプロジェクト期間内に達成します。医療現場においては髪の毛よりも細く、とても千切れやすい糸で毛細血管の吻合を行うなど、繊細な手の感覚が要求される場面が多々あります。力触覚技術を援用することで発生している感触を増幅し、医師に伝えるなど人間の能力の限界を超えたデバイスが実現できます。

      ❷ リハビリテーション支援ロボットの開発

      リハビリテーション支援ロボットの開発

      　リハビリテーション施設等と共同で実証実験を行いながら現場や使用者のニーズを十分に反映させた設計開発を行います。リハビリテーションが必要とされる麻痺患者の多くは、四肢を伸ばす訓練を行います。このとき、ロボットが人間の動作を阻害するように動いてしまっては患者に負荷がかかるばかりでなく、本来リハビリテーションを施すはずの筋や関節を痛める結果になりかねません。コンソーシアム企業とも連携し、実用化を見据えながら柔らかい運動支援を実現するリハビリテーション支援ロボットの研究を進めます。

      ❸ 生活支援ロボットの開発

      生活支援ロボットの開発

      　特に住環境での日常動作を支援するためのロボットの開発を行います。介護分野において希求されている歩行支援や起き上がり、立ち上がり支援などを実現する装置の研究を進めます。

      ❹ 手術支援ロボットの開発

      　手術支援ロボットの開発

       従来の医療ロボットにはない力触覚機能という 付加価値を持ったシステムのデザインを進め、雛型としての実験機の開発を達成します。そして、プログラム期間内にin vivo での臨床試験を実施し、有用性を実証することを目標とします。

      【お問合せ】
      研究開発部　研究支援課　研究支援グループ
      TEL：044-819-2034 / FAX：044-819-2026
      E-Mail : res☆newkast.or.jp　（☆を@にご変更ください）