論文の概要: A Dual-Action Fabric-Based Soft Robotic Glove for Ergonomic Hand Rehabilitation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.00768v1
- Date: Wed, 01 Apr 2026 11:32:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-02 16:44:31.957089
- Title: A Dual-Action Fabric-Based Soft Robotic Glove for Ergonomic Hand Rehabilitation
- Title（参考訳）: エルゴノミクスハンドリハビリテーションのためのデュアルアクションファブリック型ソフトロボットグローブ
- Authors: Rui Chen, Firman Isma Serdana, Domenico Chiaradia, Xianlong Mai, Elena Losanno, Gabriele Righi, Claudia De Santis, Federica Serra, Vincent Mendez, Cristian Camardella, Daniele Leonardis, Giulio Del Popolo, Silvestro Micera, Antonio Frisoli,
- Abstract要約: そこで本研究では,指の関節に合わせるようにカスタマイズされたアクチュエータを組み込んだ,デュアルアクション・ファブリックベースのソフトロボットグローブを提案する。
本発明のグローブは、指屈曲及び伸展を支える独立に制御された5つのデュアルアクションアクチュエータと、専用の親指吸引アクチュエータとを備える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3785058949588387
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hand impairment following neurological disorders substantially limits independence in activities of daily living, motivating the development of effective assistive and rehabilitation strategies. Soft robotic gloves have attracted growing interest in this context, yet persistent challenges in customization, ergonomic fit, and flexion-extension actuation constrain their clinical utility. Here, we present a dual-action fabric-based soft robotic glove incorporating customized actuators aligned with individual finger joints. The glove comprises five independently controlled dual-action actuators supporting finger flexion and extension, together with a dedicated thumb abduction actuator. Leveraging computer numerical control heat sealing technology, we fabricated symmetrical-chamber actuators that adopt a concave outer surface upon inflation, thereby maximizing finger contact area and improving comfort. Systematic characterization confirmed that the actuators generate sufficient joint moment and fingertip force for ADL-relevant tasks, and that the complete glove system produces adequate grasping force for common household objects. A preliminary study with ten healthy subjects demonstrated that active glove assistance significantly reduces forearm muscle activity during object manipulation. A pilot feasibility study with three individuals with cervical spinal cord injury across seven functional tasks indicated that glove assistance promotes more natural grasp patterns and reduces reliance on tenodesis grasp, although at the cost of increased task completion time attributable to the current actuation interface. This customizable, ergonomic design represents a practical step toward personalized hand rehabilitation and assistive robotics.
- Abstract（参考訳）: 神経障害による手障害は、日常生活活動の自立を著しく制限し、効果的な援助・リハビリテーション戦略の開発を動機づける。
ソフトなロボット手袋は、この文脈への関心が高まりつつも、カスタマイズ、人間工学的適合、屈曲伸展運動の持続的な課題は、臨床効果を制限している。
そこで本研究では,指の関節に合わせるようにカスタマイズされたアクチュエータを組み込んだ,二重作用布をベースとしたソフトロボットグローブを提案する。
本発明のグローブは、指屈曲及び伸展を支える独立に制御された5つのデュアルアクションアクチュエータと、専用の親指吸引アクチュエータとを備える。
計算機数値制御熱シール技術を活用し, インフレーション時に凹面外面を採用する対称型チャンバーアクチュエータを作製し, 指接触面積を最大化し, 快適さを向上した。
その結果, アクチュエータはADL関連作業に十分な関節モーメントと指先力を発生し, 完全なグローブシステムは一般家庭の物体に十分な把握力を与えることがわかった。
健常者10名を対象に行った予備実験では, アクティブグローブが物体操作時の前腕筋活動を大幅に減少させることが示された。
7つの機能的タスクで頚髄損傷を負った3人を対象にしたパイロット・フィージビリティスタディでは、グローブ補助がより自然な握りパターンを促進して、現在のアクティベーション・インタフェースに起因したタスク完了時間の増加を犠牲にしながら、テノシス・グリップへの依存を減らすことが示唆された。
このカスタマイズ可能なエルゴノミクスデザインは、パーソナライズされた手修復と補助ロボット工学への実践的なステップを表している。
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