機能的電気刺激による手関節2自由度運動の多チャネルPID制御法
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概要
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機能的電気刺激(FES)による麻痺肢の動作再建では,筋骨格系の入出力関係(刺激強度-関節角度関係)が冗長性を有するため,多チャネル制御における複数筋への刺激強度の決定が不良設定問題になることが多い.本論文では,閉ループ制御においてこの問題を解決するために,多入力多出力のPID制御器とそのパラメータ決定法を提案した.パラメータの決定においては,まず,各筋の電気刺激-関節角度特性を計測し,それを部分線形近似して刺激強度-関節角度間の変換行列を近似的に決定して,その一般化逆行列を求めた.これとCHR法を拡張した方法により制御器のパラメータを決定した.この方法により,健常被験者の手関節の2自由度運動を対象に,四つの筋を電気刺激して複数の目標軌道に対する追従制御を行った結果,重力の影響が異なる場合にもおおむね良好な制御結果が得られた.したがって本手法により,刺激強度の決定における不良設定問題の一解決手法が提供され,手関節の多チャネル閉ループFES制御を実現可能であることが確認された.
- 2002-02-01
著者
-
渡邉 高志
東北大学大学院 医工学研究科
-
飯渕 寛
東北大学大学院工学研究科
-
黒沢 健至
東北大学大学院工学研究科
-
星宮 望
東北大学大学院工学研究科
-
渡辺 高志
東北大学情報シナジーセンター
-
星宮 望
東北学院大学
-
星宮 望
東北大学 情報シナジーセンター
-
渡邉 高志
東北大学情報シナジーセンター
-
黒沢 健至
石川県警察本部科学捜査研究所
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