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Establishment of environmental and biomedical data science for improving elderly workers safety and health

Research Project

Project/Area Number 20K20659
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Studies on the Super-Aging Society
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kiyon Ken  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (40434071)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金子 美樹  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (10795735)
重松 大輝  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (50775765)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords労働環境衛生 / ウェアラブル生体センサ / 生体データ科学 / 生体情報解析 / 労働安全衛生 / ウェアラブル心拍計 / フレイル / ウェアラブルセンサ / 心拍数 / 高年齢労働者 / リスクアセスメント / サイバーフィジカルシステム
Outline of Research at the Start

高齢労働者の労働環境衛生および健康に関する問題の発見と改善を実現するため,ここでは、環境生体データ科学の方法論を確立する.我々のアプローチでは,個別の職場ごとに環境情報と労働者の生体情報をウェアラブルセンサやIoTセンサを用いて取得し,実際の職場で計測されたデータを読み解くことで,職場環境のリスクを評価する.本研究では,この一連の過程をサイバーフィジカルシステムとして統合し,社会実装可能なプロトタイプを提案する.このシステムは,実世界の個別の職場環境の問題の所在とその深刻さを明らかにするだけでなく,改善策の効果を実データに基づき評価することで,職場環境の改善サイクルを加速化するものである.

Outline of Final Research Achievements

To achieve adequate safety support for working elderly people, we developed a method to integrate and analyze biosignal information such as heart rate and physical activity that can be measured using wearable biometric sensors and environmental information such as temperature and humidity that can be measured using IoT sensors. As a significant achievement, we developed an algorithm that automatically learns individual characteristics through daily biosignal measurements using wearable biosensors and realizes real-time evaluation of sudden changes in physical condition. We also developed an algorithm that evaluates personal characteristics and risks in the work environment by analyzing the accumulated biometric and environmental information. The algorithms developed in this study were verified in an actual working environment, and their usefulness was confirmed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高齢化率が3割を超えつつある本邦において,年金・医療などの社会保障制度を維持するためには,定年年齢の引き上げは不可避である.しかし,人は加齢とともに体温調節,運動,記憶・認知・判断などの機能が低下するため,働く高齢者の増加は新たな健康問題を引き起こす.本研究では,ウェアラブル生体センサを活用し,働く高齢者の安全支援を実現するための技術を開発した.本研究の成果は,働く高齢者の安全の見守りだけでなく,より安全な職場環境への改善も実現するものである.これらは,安全・安心な社会の構築に貢献するものであり,社会的意義がある.また,生体データ分析の新たな技術開発という点で,本研究成果には学術的意義がある.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] タラス・シェフチェンコ記念キエフ国立大学/Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute/Ukrainian Catholic University(ウクライナ)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Multidimensional fractal scaling analysis using higher order moving average polynomials and its fast algorithm2023

    • Author(s)
      Ju Hanqiu、Honda Naoki、Yoshimura Shige H.、Kaneko Miki、Shigematsu Taiki、Kiyono Ken
    • Journal Title

      Signal Processing

      Volume: 208 Pages: 108997-108997

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2023.108997

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fundamentals and Applications of IoT Systems using Flexible Materials—III2022

    • Author(s)
      清野 健
    • Journal Title

      SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION

      Volume: 66 Issue: 6 Pages: 232-239

    • DOI

      10.11509/isciesci.66.6_232

    • ISSN
      0916-1600, 2424-1806
    • Year and Date
      2022-06-15
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detrending Moving Average, Power Spectral Density, and Coherence: Three EEG-Based Methods to Assess Emotion Irradiation during Facial Perception2022

    • Author(s)
      Chernykh Mariia、Vodianyk Bohdan、Seleznov Ivan、Harmatiuk Dmytro、Zyma Ihor、Popov Anton、Kiyono Ken
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 12 Issue: 15 Pages: 7849-7849

    • DOI

      10.3390/app12157849

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Assessment of long-range cross-correlations in cardiorespiratory and cardiovascular interactions2021

    • Author(s)
      Akio Nakata, Miki Kaneko, Chinami Taki, Naoko Evans, Taiki Shigematsu, Tetsuya Kimura, Ken Kiyono
    • Journal Title

      Philosophical Transactions of the Royal Society A

      Volume: 379 Issue: 2212 Pages: 20200249-20200249

    • DOI

      10.1098/rsta.2020.0249

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 心拍変動時系列の2次元化データ深層学習を用いた心不全患者の生命予後予測2022

    • Author(s)
      植村桂伍,金子美樹,重松大輝,渡邊英一,清野健
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体信号解析に対する二値化マルチスケールサンプルエントロピー手法2022

    • Author(s)
      中川翔,金子美樹,重松大輝,清野健
    • Organizer
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Heat Stress Assessment using a Wearable Biosensor Network in Workplace Environments2022

    • Author(s)
      Yosuke Isoyama, Ken Kiyono
    • Organizer
      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高次フラクタル解析を用いた心拍変動のスケーリングクロスオーバー現象の評価2021

    • Author(s)
      藤本雄大, 金子美樹, 重松大輝, 清野健
    • Organizer
      第60回日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Healthcare digital transformation using smart wearables2021

    • Author(s)
      Ken Kiyono
    • Organizer
      48th Textile Research Symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ウェアラブル生体センサを活用したスマートウェルネスケアの実現2021

    • Author(s)
      清野 健
    • Organizer
      講演会「繊維×AI・IoT・DX」~(第 3 回)デジタル活用の最前線~
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ウェアラブル心拍計を活用した職場のウェルネスケア2020

    • Author(s)
      清野健,金子美樹,重松大輝,渡邉英一
    • Organizer
      心電学関連研究会2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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