生体信号と生活場面のセンシングで超重症児の気持をくみ取る認識・識別システムの構築
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19K11330
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kansai Medical University (2021-2022)
Kitasato University (2019-2020) |
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Principal Investigator |
佐藤 春彦 関西医科大学, リハビリテーション学部, 教授 (30274062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 俊彦 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (30361877)
二瓶 美里 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20409668)
井上 剛伸 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 福祉機器開発部, 研究部長 (40360680)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 超重症児 / コミュニケーション / パターン認識 / 行動記録 |
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| Outline of Research at the Start |
超重症児が地域で生活する上での課題に、訪問や通所で療育を受ける機会はあるものの、本人の意思、要求が見えづらく、反応も乏しいので、係わり手が係わり合いの糸口を見つけにくいことがある。本研究では、装着型センサによる生体信号と生活行動の同時記録データを元に、情報分析技術を活用して超重症児の気持ちをくみ取るシステムの構築を目指す。生体信号の収集と処理、そして結果の表示までをタブレット端末で実現すれば「気持表示器」となり、超重症児との係わり合いの糸口として療育に貢献できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究は重度の障害を抱え、発声がなく、表情変化も乏しい児童が、他者とのコミュニケーション場面で何らかのシグナルを発しているはず、との前提に立ち、そのシグナルを生体センシング技術で捉え、本人の気持ちとして認識するシステムの構築を目指している。２０２２年度は収集した５名の対象児のデータ分析を中心に、追加のデータ収集も行いつつ進めた。その成果は１編の英語論文にまとめ、国内の学会でも発表した。概要は次の通りである。
成果① 心拍数の増加は「負」の反応（痛みなど）とよく対応した：表情の乏しい４名の重度障害児において、観察した場面から「正」の反応（うれしい、楽しい）と「負」の反応（嫌、痛い）を推測し、心拍数との対応を見ると、「負」の反応で心拍数の増加を認めた。
成果② 気持ちと関連する指標を人工知能（AI）で学習させると、「負」の反応は高い確率で識別できた：障害児のことをよく知る人が類推した気持ちを正解値として、心拍、目や口のわずかな動き、呼吸の深さなどの生体信号を特徴量として学習したアルゴリズムを作成した。これを用いて識別した気持ちの正解率は、７０％と高かった。
成果③ 障害児のことを知らない他人は気持ちの類推が困難：対象とした障害児のことをよく知らない人が類推した気持ちの正解率は４９％であった。表情の乏しい障害児の気持ちを推し量るのは、他人には困難であり、人工知能による学習を用いた認識システムは、気持ちを読み解く有益なツールとなりえることがうかがえた。
今後はリアルタイムで生体情報を収集し、タブレット上に気持ちを表示するシステムを構築し、他人とのコミュニケーションを深めることにつなげていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍で出張が制限され、対面で計測、情報を収集する機会を逸した。
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| Strategy for Future Research Activity |
気持ち認識の基礎となるデータの収集は終えたので、分析を着実にすすめ、気持ち認識システムの改良に努める。
リアルタイムで認識した気持ちがタブレット上に表示できるよう、システムの構築にも努める。また、対象児に実装し、他者とのコミュニケーションに及ぼす影響も調べる。
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Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
