成果報告書詳細
管理番号20140000000499
タイトル平成22年度-平成25年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト「安全技術を導入した 人間装着(密着)型生活支援ロボットの開発」「安全技術を導入したリズム歩行アシストの開発」
公開日2014/7/24
報告書年度2010 - 2013
委託先名株式会社本田技術研究所
プロジェクト番号P09009
部署名ロボット・機械システム部
和文要約件名:平成22年度-25年度成果報告書 生活支援ロボット実用化プロジェクト「安全技術を導入した人間装着(密着)型生活支援ロボットの開発」「安全技術を導入したリズム歩行アシストの開発」
本研究では、高齢者支援、特に介護予防の運動教室での適用を想定し、人間装着型生活支援ロボットである歩行アシストの対人安全性を確立するための課題の抽出、安全評価、安全技術の開発を行う。対人安全性を確立するための課題の抽出はリスクアセスメントにより行い、その結果に基づいて安全技術を開発し、安全検証試験及び実環境での実証実験に依る検証を行った。リスクアセスメントは高齢者運動教室で運用することを想定し、作業フローや運動教室が実施される環境からハザード源を抽出し、リスクについての評価を行った。その結果、参加者の近くに介助者がいないため、転倒しそうになった時に助けられないことが分かり、転倒した時に機器の装着が人へのダメージの増減に与える影響と、転倒に関して機器の異常が人に与える影響を評価することとした。リスクアセスメントの妥当性の検証や、実証実験で想定外の事象が起きた際に分析してリスク低減の方策を決めるためには、発生した事象と歩行の状態や機器の内部データを記録し分析することが必要である。そのため、安全技術として安全検証用記録モジュールと解析システムを開発することとした。転倒した時に機器の装着が人へのダメージの増減に与える影響を評価するため、生活支援ロボット安全検証センターと共同で衝突実験用ダミー人形を使用した転倒衝撃値の測定を行った。装着の有無による荷重の変化を比較した結果、骨折のリスクが上がっていないことを確認した。また、錘落下式の衝撃試験機を製作し、骨に加わる荷重が減少していることを確認した。機器の異常が人に与える影響の評価として、転倒に繋がる可能性のある装置の異常動作を洗い出し、装着者が歩行中に任意の異常動作を機器に引き起こし転倒に至る事象の有無を確認するため、名古屋大学の協力で転倒のリスクに十分配慮された環境で実験を行った。歩行アシストを装着した被験者が歩行中に、(a)アシストが無くなる、(b)アシストが大きくなる、(c)アシストタイミングがずれる、(d)可動軸が回らなくなる、の何れかを機器に発生させることで通常歩行との比較を行った。実験の結果、4ケースとも被験者が転倒する事象や、転倒に繋がる大きなバランスの崩れも発生しなかった。安全技術として安全検証用記録モジュールと解析システムを開発し、この技術を導入した歩行アシスト45台を製作した。記録モジュールは既存のシステムに機能的な障害を起こさないために、記録後のデータ分析により算出できる値は記録せずデータのシンプル化を行うことで課題を解決した。この技術は、開発済みの機器に対して軽度のハード改修とソフトウエアの改修のみで付加できる点で、今後開発される様々な装着型生活支援ロボットにも適用できる安全技術であると考える。安全検証試験として、ISO13482の安全要求項目から歩行アシストに適用する試験項目の選定し、その試験の基準を示した。安全検証試験を行った結果、歩行アシストが要求される安全性を満たしていることが確認された。安全技術を導入した歩行アシストの実環境での検証として、介護予防のための高齢者運動教室での実証実験を行った。期間中55回の運動教室が開催され、延べ2977回の運用実績とリスクアセスメント時に検討すべき項目が得られ、機器が原因となる転倒や、怪我など装着者へダメージを与える事象は発生しなかった。別に介護施設での実証実験も行い、1137回の運用実績が得られ転倒などの事象が発生しなかったことも確認された。以上により、本プロジェクトの基本計画で予定されていた成果を達成したものである。
英文要約Title: The Project to Explore Practical Applications of Service Robots. Consortium 4: Development of a human-wearable life support robot into which a safety technology is introduced. Development of the Walking Assist Device into which a safety technology is introduced (Fy2011-Fy2013) Final Report.
In this project, while assuming the application of the Stride Management Assist System or SMAS to exercise seminars for the elderly support, particularly the care prevention, the extraction of the safety issues, the safety evaluation and then the development of the safety technology have been studied to establish the safety of SMAS, a human wearable type life support robot. The extraction of the safety issues to establish the safety has been performed by the risk assessment and based on those results, the safety technology was developed and it has been verified through the safety inspection examinations in the real environment. The risk assessment has been done by the extraction of hazard sources from the work flow and from the environment where exercise seminars are held. As a result, it became known that the participants cannot be kept away from falling down mainly because there was not always a person of assistance near the participant, then it was considered important to evaluate the influence on whether the wearing of the device gives the increase or the decrease of the damage to a person when he falls down and what effect the malfunction of the device gives to a person wearing it. It was necessary to record and analyze the phenomenon occurred and the detailed data of the device itself for inspection of the validity of the risk assessment. Therefore a recording module and analysis system have been developed as the safety technology. The experiments in which the fall shock levels have been measured using the dummy doll are conducted in cooperation with Robot Safety Center and these experiments are to evaluate the influence on what effect the wearing of the device gives to the damage to a person when he falls down. As a result of having observed the change of the load to the bone when he wears the walk assist and when doesn’t, it was found that the risk of the bone fracture remains the same between two cases. Among safety requirements of ISO13482, the items applicable to SMAS were selected and the device was tested for those requirements. Then, it has been confirmed that SMAS meets those safety requirements. As the inspection in the real environment for the device having the safety technology, proof experiments on the elderly person at exercise seminars for the care prevention have been conducted followed by additional proof experiments in the nursing facilities. By the above, the objectives of this project have been achieved.
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