兴和制作所株式会社[代表董事兼社长玉田秀明]（以下简称“兴和制作所”）和米乐m6官方网站[会长中钵良二]（以下简称“AIST”）机器人创新研究中心[研究中心主任 Hirohisa Hirukawa] Seiji Fujiwara，首席研究员，智能系统研究部[研究部部长河合义宏]研究人员今村梦子等人共同开发了具有防跌倒功能的机器人步行车。
传统的步行车没有防止使用者跌倒的机制，存在从步行车上跌落或与步行车一起跌倒的风险。开发的步行车坠落运动模拟8562_8615人形假人进行测试验证
护理设施和其他设施经常使用轮椅来移动有跌倒风险的护理对象，这导致需要更严重护理的“卧床不起的人”数量增加。使用新开发的步行车将使有跌倒风险的护理对象能够安全行走，并有望提供独立支持护理，防止护理需求变得更加严重，并抑制总护理费用的增加。我们将继续进行示范实验，力争在2021年2月投入实际使用。
这项技术的详细信息将于 2019 年 12 月 9 日在饭野会议中心（东京千代田区）举行的 AIST 机器人创新研究中心成果发布会上公布。
需要护理的人数从2003年的370万增加到2017年的630万，长期护理保险的总费用在此期间从57万亿日元增加到108万亿日元。预计到 2025 年，护理人员将短缺 34 万名，维持护理服务，包括采取措施防止护理需求变得更加严重，已成为一个紧迫问题。
从防止废用综合症导致护理需求变得更加严重的角度来看，独立行走很重要，但传统的步行车没有防止使用者跌倒的机制，存在从步行车上跌落或与步行车一起跌倒的风险，因此在许多护理机构中，轮椅是主要的交通工具。
兴和制作所于 2017 年受厚生劳动省委托，成立了护理机器人需求/种子协作委员会，并提出了预防跌倒机器人的概念。
AIST 一直致力于开发使用数字人体模型的人体运动模拟技术以及生命支持机器人的安全验证技术。 2014年生命支持机器人国际安全标准ISO 13482的建立，开设了生命支持机器人安全验证中心，合作制定了ISO 13482认证计划，并免费创建和分发了机器人护理设备开发指南。
基于这些研究成果，这项开发得到了战略基础技术发展支持项目的资助项目“以零坐护理为目标的独立支撑型防跌倒机器人步行车的研究和开发（2018-2019）。”
为了解决步行车不具备适当的防跌倒功能的问题，我们的目标是：（1）既具有步行车不翻倒的稳定性，又可供需要照顾的老年人使用的可操作性； (2)能够在厕所等狭窄的居住空间内使用； (3) 能够以与乘坐轮椅相同或较低的跌倒风险和护理负担进行移动； (4) 设计规格为无需辅助即可步行使用。为了实现①和②，步行车辆必须很小支持基础但是，它需要足够重，不会翻倒，并且能够用足够小的力进行操作。因此，数字人体模型，改变用户相对于步行车的站立位置和姿势，分析用户对步行车施加的接触力和力矩，评估步行车的车轮是否会在最不稳定的状态下离开地面，并设计步行车的重量。图3是仿真模型，图4左侧是用户对步行车辆施加的力的计算示例，图4右侧是步行车辆和地板对用户施加的力的计算示例。该项目由 AIST 处理。
在可操作性方面，左右驱动轮放置在用户脚部位置附近，两个轮围绕脚部位置向相反方向旋转，从而可以转弯。动力辅助实现者：11910_11982|通过基于轮速检测的扭矩控制实现助力，通过检测地板倾斜度实现左右轮的平衡控制。
此外，对于③和④，传统技术包括用安全带支撑全身和用背心悬挂上半身，但前者无法在厕所穿脱衣服，而后者则使用者前面的支撑机构很大，无法进行洗脸等日常活动。在此开发中，我们关注了当用户重心在地板上的投影点从支撑底座中心转移到边界时发生跌倒的事实，并开发了一种机制来抑制这种重心转移的初始移动。该机构紧密包围上半身而不接触腋窝，同时也支撑身体的背部，防止其向后倒下。翻滚 6 模式这是一种对每个人都有效的防跌倒机制。驱动轮设计、动力辅助和防坠落机构由 Kowa Seisakusho 开发。
为了验证这一机制的有效性，在横滨市综合康复中心使用第一个原型机进行了人形假人跌倒实验。此次开发的人形假人是根据老年人的测量统计数据，根据身体各部位的尺寸、体重分布和关节活动范围进行设计的，全身具有超过33个自由度。除了能够改变膝盖等关节的刚度并使其能够独立站立外，该设计还着眼于使用步行车时容易摔倒的情况，并进行了设计，使其不会被机械地夹在腋下，以重现步行车之间滑倒和倒塌的行为。图 5 显示了使用人形假人进行的跌倒实验。如图。图6示出了重心向后姿势的跌倒实验中重心在地板上的投影点的轨迹。左边是使用第一个原型的案例；当假人向后跌倒时，步行车也会向后移动，并且假人的投影重心保持在支撑底座内。相反，在右侧普通步行车的实验中，当假人向后跌倒时，步行车在腿部的推动下向前移动，假人的投影重心移至支撑底座之外，导致跌倒。
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| 图 5：使用人形假人进行跌倒实验 |
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图6 重心运动轨迹（黑白点为重心投影点，黑框为支撑底座初始位置，黄色为运动轨迹）
（左）新开发的步行车，（右）普通步行车 |
通过改变人形假人的初始位置和姿势，在各种条件下进行跌倒实验，结果从未出现过人形假人从步行车上跌落的情况。关于步行车一起翻倒的风险，如果车辆在重心向后的情况下翻倒，步行车的脚趾可能会进入车辆下方，导致步行车的前部与地面失去接触。因此，我们在这个原型中添加了支撑膝盖的机制。综合技术研究所负责人形假人的开发，幸和制作所负责跌倒实验。
评估产品的安全性JIS T 9265:2012静态稳定性测试（图7），使用跌倒事件再现装置进行牵引力测试（图 8）是使用商用步行车进行的，我们计划使用原型模型进行类似的实验。
我们将进一步开发量产模型，与特殊养老院和付费养老院合作进行示范测试，如果结果良好，我们的目标是在2021年2月之前投入实际使用。