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Acquisition, Description and Authentication of Personal Digital Twin

Research Project

Project/Area Number 20H00599
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

NAKAMURA Yoshihiko  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20159073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高野 渉  大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任教授(常勤) (30512090)
鮎澤 光  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60649086)
池上 洋介  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (90774414)
張 添威  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (10870181)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥45,630,000 (Direct Cost: ¥35,100,000、Indirect Cost: ¥10,530,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2020: ¥19,500,000 (Direct Cost: ¥15,000,000、Indirect Cost: ¥4,500,000)
KeywordsPersonal Digital Twin / Video Motion Capture / IMU Motion Capturing / Musculoskeletal Analysis / Risk Analysis of Sports / Cloud Computing / Motion Database / Visualization / デジタルツイン / ビデオ・モーションキャプチャ / IMU / ミニマリズム / クラウド計算 / データベース / リスクアナリシス / 筋骨格運動解析 / ボルメトリック・モーションキャプチャ / 個人認証 / 運動データベース / ストリーミング
Outline of Research at the Start

パーソナル・デジタルツインとは、人の個性的な運動や行動の情報表現としてのコンピュータモデルである。本研究では、ビデオ映像から人間の骨格運動だけではなく、体格を体積で表現したボルメトリックモデルの運動を獲得するボルメトリック・モーションキャプチャ技術を開発し、それを用いて体表面の時空間運動の全体から見えてくる個人の運動の特徴を評価する方法を研究する。これらを通してパーソナル・デジタルツインを構成する情報学的基礎を構築する。

Outline of Final Research Achievements

The technical foundation has been established so that anyone can make and use one’s personal digital twin at ease and low-cost. The computational elements were concatenated in a feedback structure to increase their reliability, which made a single computational flow. The system has been implemented in cloud computing that made a fully automatic sequence from motion capturing to motion analysis. The result of computation immediately enters the time-series database and is looked up by query language for visualization. The personal digital-twin technology objectively and scientifically describes the features of movement of individuals. It will make the foundation for individuals to grasp the learning-curve of sports and aging-curve of behavior, for society to understand the demographic view of movements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的には、映像によるニューラルネットワークによるポーズ推定から運動解析と結果の検索までをクラウドシステムで信頼性高く構成したことは世界に先駆けた成果である。フィールドの複数人の運動の三次元再構成、体形までも計測するボルメトリック・モーションキャプチャも重要な成果である。自治体の体育館への常設カメラの設置や、大学のラグビーグラウンドへの常設カメラの設置は、社会実装実験としての成果が期待される。モーションキャプチャがだれもが利用できるようになることの社会的インパクトは大きい。だれもが自分自身のパーソナル・デジタルツインを持つことができる運動解析の民主主義の時代の到来をもたらすものである。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (61 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 1 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 14 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (8 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Novi Sad(セルビア)

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    • Journal Title

      The American Journal of Sports Medicine

      Volume: 50-10 Issue: 10 Pages: 2817-2823

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      Volume: Proceedings of the 9th Pages: 130-137

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      Orthopaedic Journal of Sports Medicine

      Volume: 9 Issue: 11 Pages: 1-7

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      10.1177/23259671211048188

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      Volume: Proc. of the 43rd Pages: 4722-4727

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      Volume: 104 Pages: 104028-104028

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      Volume: Proceedings of the 13th Pages: 1-6

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      Volume: Proceedings of Pages: 7322-7328

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      Volume: Proceedings of the 42nd Pages: 4799-4802

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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] Human Motion Data Science Laboratory

    • URL

      https://roboticsynl.com/hmds/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Remarks] Yoshihiko Nakamura Laboratory

    • URL

      https://roboticsynl.com/nakamura/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3D位置取得方法及び装置2022

    • Inventor(s)
      中村仁彦、池上洋介、大橋拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      中村仁彦、池上洋介、大橋拓也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 運動解析方法及び装置2022

    • Inventor(s)
      中村仁彦、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
    • Industrial Property Rights Holder
      中村仁彦、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-135699
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 運動解析方法及び装置2021

    • Inventor(s)
      中村仁彦、山本江、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
    • Industrial Property Rights Holder
      中村仁彦、山本江、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 3D位置取得方法及び装置2021

    • Inventor(s)
      中村仁彦, 池上洋介, 大橋拓也
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、株式会社NTTドコモ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 皮膚情報を用いた運動特徴量の取得方法及び装置2020

    • Inventor(s)
      中村仁彦, 池上洋介, 張添威, 赤瀬稔尚
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] モーションキャプチャ・カメラシステム、及び、当該カメラシステムを用いた動画データ取得方法2020

    • Inventor(s)
      中村仁彦, 池上洋介, 赤瀬稔尚, 西川晃平, 山嵜康平
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、株式会社ナックイメージテクノロジー
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カメラのキャリブレーション方法2020

    • Inventor(s)
      中村仁彦, 池上洋介, 赤瀬稔尚, 西川晃平 , 山嵜康平
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、株式会社ナックイメージテクノロジー
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 情報解析装置および情報解析方法2020

    • Inventor(s)
      中村仁彦,高野渉,牧敦,小松佑人,佐野健太郎,網野梓,姚卓男
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学、株式会社日立製作所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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