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★市場拡大が期待される生活支援ロボットの実用化・事業化は何故遅れているのか?克服すべき点とは?
 今後の開発・ビジネス展開に向け、ハードウェア・ソフトウェア技術だけでなく、各種ロボット開発事例から市場動向、規制・安全性、特許など、必要となる情報を総合的に網羅した、指針となる書籍です。

今後の超高齢化社会に求められる

生活支援

(医療・福祉・介護・リハビリ)

ロボット技術

発刊・体裁・価格

発刊  2015年10月29日  定価  64,000円+税 
体裁  B5判ソフトカバー 609ページ  ISBN 978-4-86502-096-0  詳細、申込方法はこちらを参照

→配布用PDFパンフレットを見る


監修:豊橋技術科学大学 寺嶋 一彦 氏

●監修者より(巻頭言から抜粋):
 2011年(平成23年)3月11日(金)に発生した東北地方太平洋沖地震により引き起こされた東日本大震災での福島第一原子力発電所事故では、日本のロボットは活躍できず、大きな批判を浴びた。世界一のロボット王国のはずではなかったか?こういう時にこそロボットが活躍できるとよいのに、という声が巷で聞かれた。それから4年が経過し、2015年1月、安倍首相は「2015年はロボット革命元年」「世界一のロボット活用社会を目指す」、そのために「規制改革によるロボットバリアフリー社会実現や世界最高水準の人工知能技術確立に取り組んでいく」と語った。また「今年はいわゆるロボット元年となる。今後幅広い関係者の協力を頂きつつ、我が国のロボット大国としての地位を高めていきたい」と宣言した。このような状況を経て、再びロボット業界は右肩上がりの上昇機運にある。さらに2020年は東京オリンピックの年である。安倍首相はさらに、「日本のロボットの災害ロボット、レスキュー、介護、コミュニケーションなど様々な分野でショーケースを作って欲しい」と述べている。
 日本のロボット技術は、質、量において、世界のトップクラスであることは間違いない。しかしながら、技術開発は盛んで確かに高度な研究・技術開発はしているが、使いやすく、活用できるものになっていないという声も認めざるを得ない。
 日本は超高齢社会に突入し、医療・介護・リハビリ・福祉など生活支援への活用が期待されている。しかしながら、介護ロボットなど生活支援ロボットの市場は大きくなると言われて随分日がたつが、実用化、事業化が遅れている。なぜ実用化が遅れているのか? 安全性、コスト、市場性、いつでも・どこでも・誰でも・すぐに使える利活用性の欠如など、いろいろ克服すべき点がある。
 〜中略〜
 生活支援ロボットについて、これほどブロードな範囲について説明された書籍はないのではないかと思われる。執筆者は、総勢99人からなる。豊橋技術科学大学の人間・ロボットリサーチセンターの研究者をはじめ、我が国を代表する生活支援関連のロボット研究者・技術者・マネージャーや医師など医療関係者等にお願いし、快く執筆をお引き受けいただいた。
 99名の執筆者全員の、生活支援ロボットを真に役立て、人類の幸福に少しでも役立てたいという熱い思いと情熱、そして長年にわたる研究・技術開発の努力の集積が、この1冊の書籍に込められている。本書籍により、この分野の発展や人類の幸せに少しでも貢献できるなら、執筆者一同、望外の喜びである。

本書のポイント

○病院・社会福祉施設における生活支援ロボット適用・使用の実状と問題点!
 現場で真に求められるロボットやその機能とは?

○生活支援ロボットビジネスを進める上で問題となる、販促・流通の実状から国内外の市場動向、ビジネス・知財戦略のすすめ方について解説!

○国際安全規格 ISO 13482の動向から CEマーキング取得の際の留意点等、法規制とその対応・リスクマネジメントの考え方・すすめ方!

○グラフェン・人工筋肉等々、今後応用が期待される・求められる新材料と今後の展開とは?

○人物・音声認識等各種センシング技術からアクチュエータ技術、リチウム電池・ワイヤレス給電等の電源(バッテリー)技術、IoTクラウド連携等の通信技術まで!

○人との共生に向けて必要となる、モーションコントロール・運動学習・ハプティックス・コミュニケーション等の各種制御技術や、受け入れられるためのデザインの考え方について!

○HAL・パロ・HSR・マッスルスーツ・RIBA・PALRO・Terapio・Lucia・・・
 医療用の脳・神経・筋系疾患の機能改善・セラピーから、歩行支援、移動・移乗支援、リハビリ支援、排泄支援の他、コミニュケーション、ベッドみまもり・回診ロボット等々、開発・商品化されているロボットの様々な具体例を掲載!開発にあたり苦労した点等がわかる!

執筆者一覧(敬称略)

  監修:寺嶋 一彦
       豊橋技術科学大学 機械工学系 教授/副学長
       人間・ロボット共生リサーチセンター長 工学博士

 ●寺嶋 一彦 豊橋技術科学大学           ●北川 秀夫 岐阜工業高等専門学校  
 ●土肥 健純 東京電機大学             ●河村 庄造 豊橋技術科学大学
 ●福島 俊彦 福島県立医科大学           ●池浦 良淳 三重大学 大学院
 ●竹之下誠一 福島県立医科大学           ●福村 直博 豊橋技術科学大学
 ●山本たつ子 社会福祉法人 天竜厚生会        ●三枝  亮 豊橋技術科学大学
 ●井上 剛伸 国立障害者リハビリテーションセンター  ●桂 誠一郎 慶應義塾大学
 ●田中 一正 大和ハウス工業(株)                  ●長谷川晶一 東京工業大学
 ●福田 祐介 大和ハウス工業(株)                  ●中川 聖一 豊橋技術科学大学
 ●西山 輝之 一般社団法人 日本福祉用具評価センター ●章   忠 豊橋技術科学大学
 ●瀬川 友史 トーマツベンチャーサポート(株)      ●岡田美智男 豊橋技術科学大学
 ●徳村 光太 (株)日本総合研究所                  ●小山 久枝 VECTOR(株)
 ●宇都宮洋一 一般社団法人 発明推進協会             ●加納 政芳 中京大学
 ●岡田 隆三 PIA&P 代表                          ●國本 桂史 名古屋市立大学
 ●山田 陽滋 名古屋大学                            ●橋 正実 MASAMI DESIGN
 ●小林 正啓 花水木法律事務所                      ●三好 孝典 豊橋技術科学大学
 ●坂元 清仁 一般社団法人 日本福祉用具評価センター ●檜山  敦 東京大学
 ●毛利 哲也 岐阜大学                              ●渡辺真太郎 (株)NTTデータ
 ●本 陽一 (株)テムザック                      ●山海 嘉之 CYBERDYNE(株)
 ●新谷 紀雄 国立研究開発法人 物質・材料研究機構   ●桜井  尊 CYBERDYNE(株)
 ●唐   捷 国立研究開発法人 物質・材料研究機構   ●柴田 崇徳 産業技術総合研究所
 ●新家 光雄 東北大学                              ●石原  健 一般財団法人 京都地域医療学際研究所 がくさい病院
 ●鈴木 健嗣 筑波大学                              ●平野  哲 藤田保健衛生大学
 ●北垣 和彦 大阪工業大学                          ●才藤 栄一 藤田保健衛生大学
 ●三浦  純 豊橋技術科学大学                      ●水尻 雄貴 豊橋技術科学大学
 ●渡邊 航平 中京大学                              ●西山 敏樹 東京都市大学
 ●上田 智章 (株)フォスメガ                      ●三村  將 慶應義塾大学                     
 ●安田 好文 豊橋技術科学大学                      ●木 宗谷 国立研究開発法人 
 ●大村  廉 豊橋技術科学大学             新エネルギー・産業技術総合開発機構(元 トヨタ自動車(株))
 ●野嶌 一平 名古屋大学                         ●上野 祐樹 東京工科大学
 ●鈴木 重行 名古屋大学                            ●小林  宏 東京理科大学
 ●澤田 和明 豊橋技術科学大学                      ●向井 利春 名城大学
 ●橋 一浩 豊橋技術科学大学                      ●岡ア 安直 パナソニック(株)
 ●南  哲人 豊橋技術科学大学                      ●川ア 晴久 岐阜大学
 ●根日屋英之 (株)アンプレット                    ●青木  慶 (株)スリーディ
 ●宮崎 敏昌 長岡技術科学大学                      ●Dmitry Teteryukov Skolkovo Institute of 
  ●則次 俊郎 津山工業高等専門学校                    Science and Technology(Skoltech)
  ●古莊 純次 大阪電気通信大学                      ●矢野 賢一 三重大学
 ●武居 直行 首都大学東京                          ●齋藤 徳雄 (株)エヌウィック
 ●野間 淳一 (株)栗本鐵工所                      ●石塚 義和 ユニ・チャーム ヒューマンケア(株)
 ●鈴森 康一 東京工業大学               ●月岡  要 富士ソフト(株)
 ●大野 晃寛 東京工業大学               ●志方 宣之 パナソニック(株)
 ●竹岡 敬和 名古屋大学               ●森口 智規 村田機械(株)
 ●千葉 正毅 千葉科学研究所            ●田崎 良佑 豊橋技術科学大学
 ●真下 智昭 豊橋技術科学大学           ●香川 佳和 クラリオン(株)
 ●中村 壮亮 中央大学                   ●栗山  繁 豊橋技術科学大学
 ●橋本 秀紀 中央大学                   ●坂口 龍彦 豊橋技術科学大学
 ●長野 博之 日立マクセル(株)          ●船戸 一弘 豊橋技術科学大学                      
 ●大平  孝 豊橋技術科学大学            ●渡邉 大輔 豊橋技術科学大学
 ●市川 周一 豊橋技術科学大学            ●山本 孝之 医療法人さわらび会
 ●内山 直樹 豊橋技術科学大学           ●榊原 利夫 医療法人さわらび会        
 ●佐野 滋則 豊橋技術科学大学
 

目次


第1章 生活支援ロボットの現状と課題

第1節 生活支援ロボットの現状
第1項 開発されている主なロボットや実用化されている主なロボット

1.生活支援ロボット(医療ロボット、福祉ロボット、介護ロボット、リハビリロボット)の定義と分類
2.開発されている生活支援ロボット
第2項 生活支援・福祉工学の現状と未来
1.ライフサポートテクノロジ
 1.1 生命支援技術(医療工学)
 1.2 生活支援技術(福祉工学T)
 1.3 社会参加支援技術(福祉工学U)
2.機器開発の優先度とキーテクノロジ
 2.1 開発が期待される福祉機器
 2.2 実用化とキーテクノロジ
3.福祉ロボット設計上の注意
 3.1 福祉ロボットの特徴
 3.2 パワーアシスト技術の特徴
4.わが国の福祉ロボットの歴史
 4.1 介助ロボット
 4.2 天井走行式食事搬送ロボット21
 4.3 食事支援ロボット(My Spoon)
第2節 生活支援ロボットの課題
第1項 病院現場の実情と課題

1.医療機関の現状
 1.1 人手不足
 1.2 業務の増加
 1.3 業務分担の流れ
2.ロボティクス、情報技術に期待すること
 2.1 記録業務の支援
 2.2 診療情報、各種データの俯瞰的、即時的閲覧
 2.3 回診支援
 2.4 薬剤の管理
 2.5 物品の払い出し、運搬
 2.6 患者さんの搬送
 2.7 患者さんの案内
 2.8 医療安全の向上
3.ロボティクス・情報技術導入に係る問題点
 3.1 User interface
 3.2 安全対策
 3.3 社会的認容性の向上
 3.4 法的基盤整備
第2項 社会福祉施設の現状と課題
1.社会福祉施設の現状
2.社会福祉施設の今日的課題
3.社会福祉施設への生活支援機器・設備導入時の現場の反応(事例)
4.生活支援ロボット開発への期待
第3項 生活支援ロボットとして求められるロボット技術と課題
1.超ユニバーサル化支援機器の提案
2.参加型デザイン
3.フィールド・ベースト・イノベーション
4.支援機器イノベーション創出のための情報基盤の整備

第2章 生活支援ロボット事業のすすめ方・市場動向

第1節 福祉・介護ロボット事業におけるビジネス戦略

1.事業化の経緯
 1.1 福祉・介護ロボットが求められる社会背景
 1.2 高齢社会の課題とロボット福祉・介護機器市場への参入
2. 今後の事業展開
 2.1 ロボット福祉機器の販促・普及に向けた取組み
 2.2 介護ロボットの普及に取組む国の動きと事業の方向性
第2節 福祉機器・ロボットの販促・流通の実状と課題
1.現状の販売・流通経路の仕組みと現状
 1.1 福祉機器の流通経路
 1.2 福祉機器の規格
 1.3 福祉用具貸与事業所とは
2. 流通の現状・問題点をふまえた、販促の進め方
 2.1 プロとは何か
 2.2 現状と問題点
 2.3 有効的な販促とは
 2.4 企画開発設計の中心
第3節 生活支援ロボットの市場動向
1.生活支援ロボット市場の期待と現状
 1.1 生活支援ロボットの市場拡大期待
 1.2 生活支援ロボットの国内市場の現状
 1.3 生活支援ロボットの海外市場の現状
2.生活支援ロボットの市場拡大のポイント
 2.1 ロボット活用産業の重要性
 2.2 メーカーとユーザーの仲介機能の重要性
 2.3 中小・ベンチャー企業の役割の重要性
 2.4 規制改革・規制整備の重要性
3.生活支援ロボットの市場化シナリオ
第4節 生活支援ロボットの海外動向
1.各国での生活支援ロボットに関する取り組み
 1.1 研究開発に関する政策動向
 1.2 導入に関する規制や制度
2.先進事例デンマークの取り組み
 2.1 デンマーク技術研究所の概要
 2.2 パロの普及に関する取り組み
3.今後の市場として注目される中国
 3.1 中国の福祉・介護現場の現状
 3.2 生活支援ロボット等の普及状況
 3.3 今後の生活支援ロボットの普及に向けて
第5節 知財動向と知財戦略
1.人間・ロボット共生技術における特許分析
 1.1 特許調査の狙いと調査方法の概要・調査の体系
 1.2 人間・ロボット共生技術の特許マクロ分析
 1.3 人間・ロボット共生技術の特許資産分析
 1.4 人間ロボット・共生技術のロードマップ
2.生活支援ロボット事業分野の知財戦略
 2.1 介護・福祉の分野で求められる生活支援技術
 2.2 次世代型生活支援ロボットのビジネスモデル
 2.3 生活支援ロボットビジネスにおける知財戦略
 2.4 国際標準化への取組み

第3章 生活支援ロボットの安全規格・法的規制とリスクマネジメント

第1節 生活支援ロボットの国際安全規格ISO 13482 概要と関連規格策定動向

1.規格の目次構成
2.パーソナルケアロボットの適用範囲
3.ハザードの同定とリスクアセスメント
 3.1 リスクアセスメント
 3.2 パーソナルケアロボット特有のハザード
4.安全要求事項と保護方策
5.安全関連制御系に対する要求事項
6.国内外のその他の安全規格策定動向
第2節 次世代ロボット事業において知っておきたい法的知識・法的リスク
1.次世代ロボットに対する法規制
 1.1 はじめに
 1.2 自動運転自動車について
 1.3 自動運転自動車に対する法整備の見通し
2.次世代ロボットと物理安全
 2.1 刑事責任と民事責任
 2.2 刑事責任
 2.3 民事責任
 2.4 安全認証と民事責任
第3節 設計開発上のリスクマネジメント
1.安全のボーダーライン
2.リスクアセスメントを含めた開発フロー
 2.1 被介護者の生活状態や介護者の介護動作の分析と把握
 2.2 リスクアセスメント
 2.3 リスク低減
 2.4 詳細設計と臨床現場での評価
3.設計開発上のリスクマネジメントに必要な観点
第4節 生活支援ロボットへの検証実験と認定へのプロセス
1.検証実験
 1.1 人を対象とする研究の倫理的原則
 1.2 倫理審査委員会
 1.3 保険
 1.4 公開データベースの事前登録
 1.5 被験者を用いた実験
2.実用化
 2.1 医療機器
 2.2 福祉用具
 2.3 国外での実用化
第5節 生活支援ロボットにおけるCEマーキング取得(宣言)事例
1.概要
2.対象製品のカテゴリー及びCE宣言の適用クラス
 2.1 対象製品-ロボット車いすロデム
 2.2 CE対象カテゴリー
3.医療機器クラスTとしてのロデムCEマーク宣言までの流れ
 3.1 医療機器クラス1としての自己宣言までの手続き
4.総括

第4章 生活支援ロボットに向けた材料・センサ・デバイス・アクチュエータ・バッテリー技術

第1節 ロボットの新材料技術
第1項 グラフェンの特性と生活支援ロボットへの応用

1.グラフェンの基本的構造と機能
 1.1 グラフェンの基本的構造
 1.2 グラフェンの基本的機能
2.生活支援ロボット構造用グラフェン材料
 2.1 グラフェンベース材料
 2.2 グラフェン複合材料
3.生活支援ロボット用グラフェン機能材料
 3.1 生活支援ロボット用グラフェンセンサ
 3.2 生活支援ロボット用グラフェンアクチュエータ
 3.3 生活支援ロボット用キャパシタ
4.生活支援ロボット用皮膚機能をもつグラフェン部材の例
第2項 金属系生体材料
1.骨構造適合材料の設計・開発
 1.1 低弾性率チタン合金
 1.2 ヤング率自己調整型チタン合金
2.新規骨構造適合材料の力学的生体適合性
3.福祉器具用β型チタン合金
4.新規骨適合材料の実用化研究
第3項 自己修復モジュール
1.機能の修復と形態の修復
2.外界のエネルギーを利用した自己修復
3.自己修復機能を有するモジュール型ロボット
 3.1 ロボットの自己再構成
 3.2 モジュール間の結合と分離
 3.3 振動を利用した自己修復機構の例
第2節 ロボットのセンシング技術と電子デバイス技術
第1項 ロボットのデバイスの現状やあり方
1.ロボットのデバイスの現状
 1.1 サービスロボットの現状
 1.2 ロボットデバイスの現状
2.ロボットのデバイスのあり方
 2.1 ロボティクスサービスデザインについて
 2.2 ロボティクスサービスデザインの視点から見たデバイスのあり方
 2.3 IoTとデバイス
 2.4 人工知能とデバイス
第2項 人物や顔の認識
1.人物の検出
 1.1 機械学習に基づく物体検出手法
 1.2 距離センサデータによる人物検出
 1.3 画像による人物検出
 1.4 画像による顔検出
2.人物の識別
3.人物の動き予測
 3.1 移動物体追跡
 3.2 向きと動きの同時推定
第3項 筋電図処理
1.表面筋電図法の基礎
 1.1 表面筋電図は何を反映するか?
 1.2 表面筋電図で何を評価できるか?
2.二次元マトリクス電極を用いた新たな手法とロボット技術への応用の可能性
 2.1 多チャンネル表面筋電図法
 2.2 二関節筋の活動制御に関する新たな概念
 2.3 非侵襲的な運動単位活動の記録方法
第4項 Kinectによる非接触生体センシング
1.加速度の非接触センシング
2.心拍・呼吸の非接触センシング
 2.1 反射光量変化による心拍センシング
 2.2 イメージデバイスによる微弱信号の超多チャンネルセンシング
 2.3 フルHDカラーカメラによる心拍センシング
 2.4 フルHDカラーカメラによる呼吸センシング
 2.5 アクティブ赤外線カメラによる心拍・呼吸センシング
 2.6 デプスカメラによる呼吸・心拍センシング
第5項 バイタルサインモニタ
1.バイタルサイン測定の意義および方法
 1.1 バイタルサイン
 1.2 バイタルサインの種類と測定方法
2.介護、リハビリロボット開発におけるバイタルサイン利用の実際
 2.1 睡眠介護における胸部インピーダンス法の利用
 2.2 介護・リハビリ機器と連動させた呼気ガスモニターシステムの開発
 2.3 身体平衡能の評価と前庭機能回復に向けた前庭電気刺激法の活用
第6項 看護・監視支援システム
1.看護支援・医療ミス防止システム
 1.1 目的
 1.2 センサネットワーク
2.作業履歴の取得
 2.1 ウェアラブルセンサによる動作取得
 2.2 行動認識手法
 2.3 現状における性能
3.ウェアラブルセンサを用いた行動認識技術の利点・欠点
 3.1 ウェアラブルセンサを用いることの利点と欠点
 3.2 行動認識技術の利点と欠点、その対応
第7項 脳情報と福祉・介護・リハビリテーション
1.情報技術とリハビリテーション
 1.1 BMI(ブレインマシンインターフェイス)について
 1.2 BMIの歴史と現状
 1.3 運動機能向上のためのBMI応用
 1.4 認知機能向上のためのBMI応用
2.社会生活への応用
 2.1 コミュニケーションツール
 2.2 ソーシャルハウス
3.今後の展望
第8項 集積回路技術とセンサ技術を融合した種々のスマートセンサ
1.触覚センサ
 1.1 静電容量検出
 1.2 ピエゾ抵抗検出
 1.3 圧電検出
2.嗅覚(化学)センサ
 2.1 共振駆動方式
 2.2 表面応力方式
3.集積化化学センサ
第9項 脳とヒューマンインターフェース
1.BMI/BCI技術
2.脳波によるBMI/BCI
 2.1 P300
 2.2 運動想起
 2.3 SSVEP
第10項 人体通信技術
1.IEEE 802.15.6 の標準技術仕様
 1.1 UHF帯狭帯域通信
 1.2 超広帯域通信
 1.3 人体通信
2.電界方式人体通信の原理
 2.1 磁界と電界
 2.2 電界を用いた通信
 2.3 電界方式人体通信の動作(振幅変調の例)
3.人とロボットのコミュニケーション
第3節 ロボットのアクチュエータ技術
第1項 ロボット用モータの特性・動向

1.ロボット用モータの種類と特性
 1.1 直流モータ
 1.2 ステッピングモータ
 1.3 同期モータ
2.ロボット制御のためのモータ制御技術
第2項 空気圧ソフトアクチュエータ
1.種類と特徴
 1.1 従来型アクチュエータ
 1.2 空気圧ゴム人工筋
2.外骨格型身体動作支援装置
3.パワーアシストウェア
 3.1 パワーアシストグローブ
 3.2 上肢用パワーアシストウェア
第3項 磁性流体(MRF)アクチュエータ・ブレーキとその福祉・介護・リハビリへの応用

1.MR流体および鉄ナノ粒子分散MR流体
2.MR流体アクチュエータの特徴とそのパワーアシスト等への応用
3.ER流体、MR流体、ナノMR流体を用いた上肢リハビリ支援システム
4.リニア型MR流体ブレーキ、インテリジェント義足、インテリジェント下肢装具
第4項 人工筋肉
(1)ロボットに求められる人工筋肉と最新技術
1.細径マッキベン人工筋
2.筋骨格ロボットへの応用
3.能動織布およびパワーアシストスーツへの応用
4.ジャコメッティロボティクスの展開
(2)高分子ゲル
1.刺激応答性高分子ゲルについて
2.自律応答性高分子ゲル
3.液晶ゲル
(3)進化する誘電エラストマ人工筋肉
1.開発背景
2.動作原理
3.開発動向
 3.1 医療・介護器具などへの応用
 3.2 センサーへの応用
 3.3 光デバイスへの応用
 3.4 表面可変型アクチュエータの応答
 3.5 ライフサイエンス分野への応用
 3.6 スピーカーや防振・防音への応用
4.発電への応用
5.今後の展開
第5項 超音波モータ
1.超音波モータの駆動原理
2.超音波モータが生ずる楕円運動の観察
3.超音波モータを制御するための基礎特性
4.超音波モータを用いたロボットアーム
第4節 ロボットの電源(バッテリー)技術
第1項 ロボットに求められるバッテリー技術

1.生活支援ロボットの分類
2.モバイルな生活支援ロボット
 2.1 ロボットの仕様と電源の要求性能
 2.2 各種バッテリーの特徴
 2.3 各種バッテリーの推奨応用先と実際の導入例
3.据え置き型の生活支援ロボット
 3.1 非常時用の補助電源としてのバッテリー技術
 3.2 導入例
第2項 リチウムイオン電池
1.生活支援ロボット用リチウムイオン電池の特性
 1.1 リチウムイオン電池とは
 1.2 生活支援ロボット用LIB
2.現行の鉛電池との比較
 2.1 はじめに
 2.2 鉛電池とリチウムイオン電池の比較
 2.3 諸性能とランニングコスト
 2.4 今後の動向
3.ロボット用リチウムイオン電池の評価試験
 3.1 LIBが実施せねばならない評価項目
 3.2 生活支援ロボットがすべき評価項目
4.ロボット適用の際の課題や留意点、今後等
 4.1 開発段階から何を想定するか
 4.2 充電の方法は
 4.3 意識せずに充電する仕組み
第3項 ワイヤレス給電
1.ワイヤレス化の潮流
2.ワイヤレス給電の原理
 2.1 電界結合
 2.2 磁界結合
3.ワイヤレス給電の性能指標
 3.1 結合係数
 3.2 Qファクタ
 3.3 kQ積
4.ワイヤレス給電の課題
 4.1 電力効率と発熱量
 4.2 電磁界漏洩
 4.3 放送・通信との共存
5.今後の展開
 5.1 バッテリー充電
 5.2 走行中給電

第5章 生活支援ロボットに向けた制御技術とその評価

第1節 組込みソフト

1.組込みシステム
2.組込みハードウェアと組込みソフトウェア
3.ロボットの組込みシステム
4.開発における課題
第2節 ロボットのモーションコントロール −位置制御/振動制御−
1.ロボットの位置制御
 1.1 線形制御
 1.2 非線形制御
2.ロボットの振動制御
 2.1 プリシェイピング法
 2.2 基本的な動作軌道による残留振動抑制
第3節 移動ロボットの運動方程式と制御
1.2輪独立駆動移動ロボット
 1.1 運動方程式
 1.2 制御系設計
2.全方向移動型移動ロボット
 2.1 運動方程式
 2.2 制御系設計
第4節 全方向移動機構と制御
1.全方向移動機構
 1.1 特殊車輪により実現する全方向移動機構
 1.2 オフセット型駆動輪により実現する全方向移動機構
 1.3 差動駆動操舵機構(DDSS)を用いたオフセット型駆動輪
2.全方向移動ロボットの制御
 2.1 障害物回避制御
 2.2 全方向パワーアシスト制御
3.適用例
 3.1 全方向移動車いす
 3.2 全方向移動ベッド
 3.3 全方向移動回診支援ロボット
第5節 自律移動のための情報処理
1.地図生成
 1.1 地図の表現
 1.2 位置推定、地図生成、SLAM
 1.3 大域地図と局所地図
2.経路計画
 2.1 大域経路計画
 2.2 局所経路計画
第6節 ヒューマン・モデリングとダイナミクス解析
1.ヒューマン・モデリングのための計測技術
2.剛体リンクモデルとダイナミクス解析
3.筋骨格モデルとダイナミクス解析
4.多自由度振動系モデルとダイナミクス解析
第7節 人間-機械協調システムにおけるアシスト制御
1.人と機械の協調形態とアシスト技術との関係
2.アシスト技術の考え方、原理
3.アシスト制御の応用ポイントと問題点
 3.1 インピーダンス制御の安定性
 3.2 インピーダンスパラメータの設定
4.今後の課題
第8節 人の意図推定と人工物をシームレスに繋ぐ技術
1.人の意図推定技術
2.意図推定のためのセンサ技術
 2.1 視覚センサを通じた意図推定
 2.2 聴覚センサを通じた意図推定
 2.3 力覚・触覚センサを通じた意図推定
 2.4 中枢神経系生体センサを通じた意図推定
 2.5 末梢神経系センサを通じた意図推定
3.意図に応える入出力インタフェース
第9節 人の運動学習モデル
1.神経回路モデル
2.フィードバック誤差学習
3.強化学習
第10節 人間協調型学習ロボットLuciaを用いた医療介護リハビリ支援
1.医療福祉の現場におけるロボットの役割
2.人間協調型学習ロボットを用いた運動機能の回復訓練
3.Luciaの機能と実装
 3.1 移動経路の教示学習
 3.2 全方向移動機構
 3.3 歩行状態の推定
 3.4 歩行状態の提示と誘導
 3.5 表情生成と物品搬送
 3.6 医療従事者による評価
第11節 柔らかく触れるロボット技術 −ハプティクスによる人間動作の再現−
1.ハプティクス
2.動作再現のための力/位置ハイブリッド制御
3.ハプティクスに基づくスキルの抽出と転写
第12節 コミュニケーション・インタラクションのためのロボットの動作制御
1.力触覚提示と柔らかさを実現するための機構と制御の設計手法
2.関節角データの追従によるロボットの動作生成
3.制御器による動作生成
4.感覚運動系のシミュレーションによる、生き物らしい動きの生成
5.外界センサを用いた人の計測に応じた動作生成
6.インタラクティブな行動制御
 6.1 行動制御の自動化
 6.2 状態遷移機械による行動制御
 6.3 学習による行動制御
 6.4 人の操作による行動制御
第13節 音声認識
1.音声認識の技術
 1.1 音声分析と特徴パラメータ
 1.2 DPマッチング
 1.3 HMM
 1.4 最近の進展 -DNN-HMM-
 1.5 実環境での音声認識技術
2.音声認識の対話システムへの応用
 2.1 音声対話技術
 2.2 ロボットとの対話技術
第14節 実環境における3次元音源方向定位
1.両耳聴モデル
 1.1 両耳聴モデルと音源方向の定義
 1.2 両耳聴モデルによる音源方向定位の原理
2.実環境における3次元音源方向定位
 2.1 3次元音源方向定位
 2.2 検証実験と結果
第15節 コミュニケーション技術
1.人とロボットとのインタラクションデザイン
 1.1 コミュニケーションの障壁を越えるための足場作り
 1.2 コミュニケーションにおける媒介物の役割
 1.3 複数のロボットで構成される多人数会話への参加
2.〈対峙しあう関係〉から〈並ぶ関係〉へ
第16節 ロボットと人はどう共生するか?<機能するデザイン>
1.消費者の声を聴くということ
 1.1 消費者のロボットへの印象
 1.2 親和性とは何か
 1.3 親和性を感じさせる案内ロボット「コンシェルジュ」
 1.4 デザインで機能するVECTOR株式会社のロボットたち
第17節 癒し系ロボットと外観・感情デザインおよび感性評価
1.癒し系ロボットの現状
 1.1 癒し系ロボットとは
 1.2 癒し系ロボットの例と福祉への活用
2.癒し系ロボットのインタラクションデザイン
 2.1 ロボットの外観
 2.2 ロボットの感情
3.感性評価
4.まとめと課題
第18節 癒し系のロボットデザインと意匠性
1.道具としてのロボットそして人の癒しへ
2.癒し系への物理的なアプローチ
3.癒し系への心理的なアプローチ
4.癒しの新しいステージへ
第19節 人とロボットの共生社会を創造するロボットデザイン
1.ロボットのデザインについて
2.具体的な人間とロボットの関係を創造しデザインする
3.具体的なデザイン
第20節 高齢社会での遠隔制御 −テレコントロール−
1.高齢社会に関わる遠隔サービスとロボット化への課題
2.双方向制御とは
3.様々な双方向制御
4.トランスペアレンシーの重要性
5.通信遅延による双方向制御の不安定化
6.不安定性の解消
第21節 通信技術
第1項 可視光通信

1.可視光通信の特徴
 1.1 可視光通信のメリット
 1.2 可視光通信装置
2.可視光通信の応用と展望
 2.1 ロボットの空間情報基盤としての活用
 2.2 医療・福祉分野における可能性
第2項 ロボットのIoTクラウド基盤との連携
1.ロボットとIoTクラウド基盤
2.ロボットの生活支援への応用
3.ロボットの生活支援への適用検証事例
4.生活支援に向けたロボットとIoTクラウド基盤の課題と今後の展望

第6章 生活支援ロボットの最新技術と開発事例

第1節 脳・神経・筋系疾患の機能改善治療用ロボット − 医療用HAL

1.サイバニクスを駆使したサイボーグ型ロボット「HAL」
2.医療用HALによる機能改善治療
3.医療機器化
第2節 ニューロロジカル・セラピー・ロボット・パロ
1.セラピー用ロボット
2.ロボット・セラピー
3.パロの機能
4.パロによるロボット・セラピーの効果
5.国内外の動向
第3節 歩行支援
第1項 歩行支援のためのサイバニックデバイス

1.HAL腰タイプ、HAL単関節タイプ、サイバニックレッグ
2.生活支援ロボットの国際標準化への取り組み
 2.1 生活支援ロボットの国際標準化機構での規格策定への貢献
 2.2 生活支援ロボットの安全認証の重要性
3.社会実装への取り組み
第2項 歩行支援機器
1.Wearable Power-Assist Locomotor(WPAL)
2.Gait Exercise Assist Robot(GEAR)
3.Balance Exercise Assist Robot(BEAR)
4.リハビリテーションロボットの展望
第3項 吊上げ免荷式歩行訓練支援
1.吊上げ免荷歩行訓練の特徴
2.研究の動向
3.全方向移動型吊上げ自動免荷歩行支援器
 3.1 全方向歩行追従制御システム
 3.2 床反力に着目した免荷制御システム
第4節 移動支援
第1項 病院内車いす型自動走行ロボット
1.病院スタッフのニーズ調査に基づく車輛の概念構築と仕様決定
2.患者移動支援機器の仕組みと試作開発の実際
3.患者移動支援システムの検証と評価
 3.1 検証・評価の結果概要
 3.2 患者の評価結果(自由意見)
 3.3 医療従事者の評価結果(自由意見)
第2項 生活支援・移動サービスロボット
1.生活支援ロボット・HSR
 1.1 生活支援向けパートナーロボット開発のスタート
 1.2 HSRの機能
2.移動サービスロボット
 2.1 移動サービスロボット開発の目的
 2.2 二輪倒立搭乗型ロボット・モビロ(座り乗りタイプ)
 2.3 二輪倒立搭乗型ロボット・Winglet(立ち乗りタイプ)
第3項 全方向移動車椅子とベッド搬送
1.開発の背景
2.全方向移動機構
3.操作支援システム
 3.1 搭乗者のための操作支援システム
 3.2 介助者のための操作支援システム
4.実用化へ向けた取り組み
第5節 移乗介護支援
第1項 介護支援用HAL
1.介護支援用HAL
2.基礎試験・検証
3.活用事例
第2項 装着型筋力補助装置:腰補助用マッスルスーツ®
1.腰補助用マッスルスーツ開発に至るまで
 1.1 McKibben型人工筋肉
 1.2 腕補助の実現と実証試験
2.腰補助用マッスルスーツの原理と仕組み
3.今後の課題
第3項 双腕を持つ介護支援ロボットRIBAとROBEAR
1.我々のロボットの特徴と仕様
 1.1 我々の開発したロボット
 1.2 特徴と仕様
2.開発したロボットによる移乗介助
 2.1 実現した移乗介助動作
 2.2 移乗介助の実験結果
3.ロボット用に開発した触覚センサとその応用
 3.1 開発した静電容量型ゴム製触覚センサ
 3.2 健康福祉機器への応用
4.今後について
第4項 パワーアシスト移乗リフト
1.パワーアシストの原理と設計
 1.1 全体構成
 1.2 動作原理
 1.3 コントローラの設計
2.パワーアシストの効果
3.今後の課題
第6節 リハビリ・自立支援ロボット
第1項 自立支援型起立歩行アシストロボット

1.自立支援アシストロボット開発のアプローチとターゲット
 1.1 理学療法士のスキルの実装
 1.2 人協調制御技術の実装
 1.3 自立支援アシストロボットのターゲット支援動作
 1.4 自立支援アシストロボットのターゲット要介護度
2.理学療法士のスキルの分析
3.自立支援アシストロボットの詳細
 3.1 自立支援アシストロボットの機構
 3.2 スリングホールド装具
 3.3 自立支援アシストロボットの制御
 3.4 自立支援アシストロボットのアシスト動作実験
第2項 手指上肢リハビリ支援
1.手指リハビリ支援システム
 1.1 開発のコンセプト
 1.2 機構部
 1.3 計測・制御系
2.CG表示と訓練メニュー
3.実証試験
 3.1 実証試験に関連した装置上の問題点
 3.2 医療現場における実証試験
第3項 VRを利用した介護訓練支援システム
1.VRシステムの介護利用の現状
2.介護訓練VRシステム
3.被介護者の人体モデル
4.装着型力覚提示デバイス
第4項 上肢動作支援ロボット
1.自ら楽しみ体を動かせるリハビリへ
2.車いす操作を目的とした残存力伝達機構を有する外骨格型ロボットの開発
 2.1 頸髄損傷
 2.2 残存力伝達機構を有する外骨格型ロボット
 2.3 被験者テストによる本装置の有効性評価
3.褥瘡予防を目的とした除圧動作支援
 3.1 褥瘡予防を目的とした上肢動作支援ロボット
 3.2 アクティブギプスによる除圧動作支援
第7節 排泄介助・支援ロボット
第1項 自動排泄処理ロボット「マインレット爽」

1.自動排泄処理ロボット「マインレット爽」とは
 1.1 装置の概要
 1.2 開発の背景
 1.3 「マインレット爽」の仕組みと機能
 1.4 「マインレット爽」の利用効果
2.排泄介助ロボットの製品開発〜これまでとこれから
 2.1 苦難の連続の開発時代
 2.2 進化し続けるための課題
第2項 尿吸引ロボヒューマニー
1.ヒューマニーの概要
 1.1 吸引メカニズムと主な仕様
 1.2 各機能の特徴
2.ヒューマニーの使用方法
 2.1 適用者とその条件
 2.2 今後考えること
第8節 コミュニケーションロボット
第1項 弱いロボット

1.子どもたちのアシストを上手に引き出す〈ゴミ箱ロボット〉
2.相手の目線を気にしながらトツトツと話す〈トーキング・アリー〉
3.フラフラと部屋の中をおぼつかなく動き回る〈ペラット〉
第2項 コミュニケーション ロボット「PALRO(パルロ)」
1.PALROの概要
2.PALROの機能
 2.1 コミュニケーション機能
 2.2 移動・モーション機能
 2.3 学習機能
 2.4 インターネット接続
 2.5 PALROのハードウェア
3.福祉・介護・リハビリ現場での活用
 3.1 高齢者福祉施設での活用
 3.2 介護やリハビリへの可能性
第9節 回診・監視ロボット
第1項 ベッドみまもりロボット

1.高齢化の進展
2.パナソニックのエイジフリー事業
3.みまもりシステム
 3.1 みまもりシステム分類
 3.2 電波センサのシステム概要
 3.3 センサの構成とセンシング原理
第2項 全方向移動自律搬送ロボット
1.全方向移動自律搬送ロボット
 1.1 はじめに
 1.2 全方向移動自律搬送ロボットの概要
 1.3 人と共存するための障害物回避技術
2.複数病院における実証実験から得たもの
 2.1 全方位移動機構による障害物回避のメリット・デメリット
 2.2 院内搬送ロボット普及に向けての課題
第3項 病院内回診ロボット“Terapio”
1.病院内回診支援ロボットの開発
 1.1 回診業務の現状
 1.2 コンセプト
2.統合的設計
 2.1 ハードウェア
 2.2 ソフトウェア
3.実地テスト
4.まとめと今後の展開
第4項 服薬支援ロボット
1.当社を取り巻く環境の変化
2.介護ロボット市場への期待
3.服薬支援ロボットの必要性
4.車載用機構技術と介護ロボット技術の融合
5.服薬支援ロボットの主な仕様
6.ネットワーク環境での地域包括ケアへの貢献
7.今後の課題
第10節 生活支援に向けたスマート照明システム
1.知的な照明の基盤技術
 1.1 調光制御方式
 1.2 画像処理技術の応用
2.開発事例
 2.1 画像解析に基づく遠隔調光システム
 2.2 移動型照明ロボット
第11節 次世代介護ステーションとトータルシステム
1.介護のトータルシステムと介護のショーケース
2.次世代介護ステーションの開発内容
 2.1 3種類の介護ロボットのヒューマンインターフェイスの開発(アクチュエーション機構)
 2.2 介護動作制御用のインテリジェントソフトの開発とモジュール化
 2.3 生きがい、癒し、快適感、おもてなしサービスを与える先進コミュニケーションシステムの開発
 2.4 生きがい、癒し、快適感、おもてなしサービスを与える先進的空間創出技術の開発
 2.5 ソフトのシステム統合による価値創造型次世代介護トータルシステムの構築
 2.6 ソフトとハードのシステム統合による価値創造型次世代介護ステーションの革新的ショーケースの構築

番号:BC151001

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