Dental Robotics Groupe

English
WY-5 Series



WOJ Series
1. Introduction

2. History of WOJ Series

1. Introduction

 患者ロボットとはヒトの顎運動を研究するために作成された咀嚼ロボットを用いて治療時での患者反力を機械的に再現したロボットである.治療中の患者反力をロボットで再現することにより治療時の反力メカニズムを解明するとともに,実際の患者では測定することのできないデータを治療ロボットにより得ることを目的としている.この研究は2000年度より行われており,2001年度までに開閉口訓練の患者反力を再現している.また2002年度には,新しく導入した顎間牽引治療を行う際に患者ロボットを用いて模擬治療を行い,治療軌道の確認などを行った.


Fig.1 Waseda-Okino Jaw Robot

Fig.2 Jaw Robot 3D Simulation

2. History of WOJ Series


名称

写真

 

2002年
WOJ-1RII


  市販型咀嚼ロボット
  • 3次元患者モデルの構築

  • 3次元患者モデルの構築

2000年
WOJ-1R


  市販型咀嚼ロボット
  • 内側翼突筋に対応する筋アクチュエータの追加

  • 自重による影響を受けない"張力センサ"の開発

  • 開閉口方向および前後方向の力の測定が可能な"2自由度咬合力センサ"の開発

  • 開閉口訓練ロボットとの統合実験

WOJ-1



  咀嚼ロボット(WOJ-1)を用いた
  咀嚼時の下顎骨歪に関する研究(昭和大学との共同研究)
  • 生体の咀嚼状態に関する実験的解析法をより正確なものし,筋付着部位,筋牽引方向,牽引力をロボット上で再現し骨体に発生する歪を定量的に解析

1996年
WOJ-1


  市販型咀嚼ロボット
  • WJ-3シリーズの改良型

  • ロボットを利用した咀嚼運動研究における,汎用的に利用できる咀嚼ロボットシステムの開発 /font>

1995年
WJ-3RIII


  3自由度咀嚼ロボット
  • 咀嚼効率の向上に関する顎運動制御方式の提案・実現

  • ヒトの臼磨運動を咀嚼ロボットに再現し,咀嚼実験を行いシステムの有効性を確認

  • 咀嚼ロボットの歯学分野への応用として,ヒトの開閉口訓練への適応を目指した研究を開始

1994年
WJ-3RII


  3自由度咀嚼ロボット
  • ロータリダンパとねじりコイルばねを用いて,粘弾性係数が変化するアクチュエータを開発

  • 開発した筋アクチュエータを用いて咀嚼実験を行い, システムの有効性を確認

1993年
WJ-3R


  3自由度咀嚼ロボット
  • よりヒトの筋に近い,硬さ特性が非線形な筋アクチュエータの開発・設置

  • 食物の硬さに応じて筋の硬さが変化することを噛みしめ実験により確認し,システムの有効性を確認

1992年
WJ-3


  3自由度咀嚼ロボット
  • 側頭筋力可変ベクトル機能を有する咀嚼ロボットの開発

  • ヒトの頭蓋骨を型取りしたモデルの製作

  • 咀嚼筋配置を頭蓋解剖図から定量的に導出し,それをもとにアクチュエータを配置

1991年
WJ-2RIII


  3自由度咀嚼ロボット
  • 筋アクチュエータやプーリの取り付け位置を変更可能な機構

  • 筋アクチュエータにバネを取り付けることにより,張力制御が可能な機構

1990年
WJ-2RII


  3自由度咀嚼ロボット
  • 実際のヒトの咀嚼運動経路に近い軌道生成が生成可能なプログラムの開発

  • 「大きさ」と「硬さ」の2つの食品特性のばらつきに適応する学習アルゴリズムの開発

  • 2方向の力が測定可能な顎関節力センサを開発・設置

  • 全筋アクチュエータに張力センサを設置

1989年
WJ-2R


  3自由度咀嚼ロボット
  • 非接触式測定のため,レーザ変位センサと超小型振動レートジャイロを用いたセンサシステムを開発・設置

  • ひずみゲージを用いた顎関節力センサを開発・設置

  • 咀嚼運動の学習制御を実現

1988年
WJ-2


  3自由度咀嚼ロボット
  • 4自由度ある顎の自由度のうち,微小である全運動軸のスラスト方向運動を除いた3自由度運動が可能なモデル

  • 咬筋,舌骨上下筋,外側翼突筋,側頭筋後部筋束に 対応する筋アクチュエータの設置

  • ギジィ(Gysi)の「4相説」による咀嚼運動をシーケンス制御により実現

  • 食品の変形に応じて開口位置を変える適応的咀嚼運動の実現

1987年
WJ-1


  1自由度咀嚼ロボット
  • 噛みしめ運動が可能な1自由度モデル

  • 歯根膜に相当する咬合力センサを開発

  • Ahlgenの咀嚼周期の分類にもとづいて筋制御系の動作を切り替えるシーケンス制御の考案・実装

1986年
WJ-0


  1自由拮抗筋モデル
  • DCモータ2個をワイヤとプーリを介して拮抗させた筋骨格系のシミュレーションモデル

  • 位置,速度,力のフィードバック制御を用いて,筋特有の性質である粘弾性特性の可変化を実現

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