京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(人間・環境学) / 甲第18353号 / 人博第666号 / 新制||人||160(附属図書館) / 25||人博||666(吉田南総合図書館) / 31211 / 京都大学大学院人間・環境学研究科共生人間学専攻 / (主査)准教授 神﨑 素樹, 教授 森谷 敏夫, 准教授 久代 恵介, 教授 小田 伸午 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Human and Environmental Studies / Kyoto University / DFAM

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de algoritmos de adaptação do padrão de marcha com a utilização de redes neurais artificiais para uma órtese ativa para membros inferiores. Trajetórias estáveis são geradas durante o processo de otimização, considerando um gerador de trajetórias baseado no critério do ZMP (Zero Moment Point) e no modelo dinâmico do equipamento. Três redes neurais são usadas para diminuir o tempo de cálculo do modelo e da otimização do ZMP, e reproduzir o gerador de trajetórias analítico. A primeira rede aproxima a dinâmica do modelo fornecendo a variação de torque necessária para a realização do processo de otimização dos parâmetros de adaptação da marcha; a segunda rede trabalha no processo de otimização, fornecendo o parâmetro otimizado de acordo com a interação paciente-órtese; a terceira rede reproduz o gerador de trajetórias para um determinado intervalo de tempo do passo que pode ser repetido para qualquer quantidade de passos. Além disso, um controle do tipo torque calculado acrescido de um controle PD é usado para garantir que as trajetórias atuais estejam seguindo as trajetórias desejadas da órtese. O modelo dinâmico da órtese na sua configuração atual, com forças de interação incluídas, é usado para gerar resultados simulados. / This work deals with neural network-based gait-pattern adaptation algorithms for an active lower limbs orthosis. Stable trajectories are generated during the optimization process, considering a trajectory generator based on the Zero Moment Point criterion and on the dynamic model. Additionally, three neural network are used to decrease the time-consuming computation of the model and ZMP optimization and to reproduce the analitical trajectory generator. The first neural network approximates the dynamic model providing the necessary torque variation to gait adaptation parameters process; the second network works in the optimization procedure, giving the adapting parameter according to orthosis-patient interaction; and the third network replaces the trajectory generation for a stablished step time interval which can be reproduced any time during the walking. Also, a computed torque controller plus the PD controller is designed to guarantee the actual trajectories are following the orthosis desired trajectories. The dynamic model of the actual active orthosis, with interaction forces included, is used to generate simulation results.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de algoritmos de adaptação do padrão de marcha com a utilização de redes neurais artificiais para uma órtese ativa para membros inferiores. Trajetórias estáveis são geradas durante o processo de otimização, considerando um gerador de trajetórias baseado no critério do ZMP (Zero Moment Point) e no modelo dinâmico do equipamento. Três redes neurais são usadas para diminuir o tempo de cálculo do modelo e da otimização do ZMP, e reproduzir o gerador de trajetórias analítico. A primeira rede aproxima a dinâmica do modelo fornecendo a variação de torque necessária para a realização do processo de otimização dos parâmetros de adaptação da marcha; a segunda rede trabalha no processo de otimização, fornecendo o parâmetro otimizado de acordo com a interação paciente-órtese; a terceira rede reproduz o gerador de trajetórias para um determinado intervalo de tempo do passo que pode ser repetido para qualquer quantidade de passos. Além disso, um controle do tipo torque calculado acrescido de um controle PD é usado para garantir que as trajetórias atuais estejam seguindo as trajetórias desejadas da órtese. O modelo dinâmico da órtese na sua configuração atual, com forças de interação incluídas, é usado para gerar resultados simulados. / This work deals with neural network-based gait-pattern adaptation algorithms for an active lower limbs orthosis. Stable trajectories are generated during the optimization process, considering a trajectory generator based on the Zero Moment Point criterion and on the dynamic model. Additionally, three neural network are used to decrease the time-consuming computation of the model and ZMP optimization and to reproduce the analitical trajectory generator. The first neural network approximates the dynamic model providing the necessary torque variation to gait adaptation parameters process; the second network works in the optimization procedure, giving the adapting parameter according to orthosis-patient interaction; and the third network replaces the trajectory generation for a stablished step time interval which can be reproduced any time during the walking. Also, a computed torque controller plus the PD controller is designed to guarantee the actual trajectories are following the orthosis desired trajectories. The dynamic model of the actual active orthosis, with interaction forces included, is used to generate simulation results.

Title: An influence of barefoot walking on postural stabilization Objectives of the thesis: The subject of my diploma thesis is to assess an immediate effect of outside walking on a postural stabilization in two groups throught an experiment. First group of tested subjects (probands) walked barefoot and the other group walked in the conventional shoes. An ambulation took place in outside conditions. The objective of this work is to judge if barefoot walking can have a positive influence on stabilization capabilities of individuals. Farther objective is to judge, if there is a correlation between motor reactions on the tactile stimulation of the soles of the feet and and two walking's manners (shod/unshod). Methods: In this thesis were used a method of anlalysis and a method of comparison in this thesis. The experiment was made in form of pretest (3 measurements) and posttest (3 measurements) on 30 probands. Required data for analysis were obtained by measurements of postural somatooscilography (pSOG). There was evaluated the postural provocation test on the platform of Posturomed. During test was measured a stopping and persistance of one leg stand for the period of 8 seconds. Oscillation curves of platform recorded by an accelerometer and programme Microswing 5.0 were evaluated in programme...