Development of a driver's physical condition prediction model that can consider dynamic changes in the thermal environment inside the vehicle
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21K03954
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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 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
金子 成彦 早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (70143378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上道 茜 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(テニュアトラック) (10734155)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 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 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 交通事故 / 居眠り運転 / 体調モニタリング / 生体信号 / モデル化 / 温熱環境 / 自律神経系 / センサー / 温度調節 / ドライバー / 体調予測 / 自動車 |
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| Outline of Research at the Start |
運転中のドライバーの居眠り運転防止対策として，覚醒状態を維持するために冷熱刺激が有効であることが経験的には知られている．しかし，ドライバーの快適性との関連を含めた理論的裏付けは与えられてはいない．本研究では，車室内空調制御によるドライバーへの冷熱刺激の有効性を，人の快適性評価を含めた形で示すことを可能にする温熱環境の動的変化を考慮可能な数理モデルを開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，国内における交通事故の発生件数や死者数は減少傾向にあるが，健康起因事故は増加傾向にある． このような事故を防止するためには，ドライバーの覚醒度を「検知」し，居眠り運転の危険性がある際には，覚醒状態を維持するための「対策」を行う必要がある．覚醒状態を維持するための対策には，車室内空調制御によるドライバーへの温熱刺激が有効であるとされている．人体が寒冷環境に曝されると，体温を保持する目的で抹消血管が収縮(交感神経活動が高進)し，覚醒度の低下を妨げる効果が期待される．
しかしながら，温熱環境-自律神経系-心臓血管系間の定量的な関係性は明らかになっていない．また，人間の温熱環境への快適性評価は定性的なものである．問題の解決の糸口を見つけるために，人の快適性評価をも織り込んだ温熱環境を考慮することのできる数理モデルを開発することが目的の一つである．
2021年度の研究では，心臓系と血管系の相互作用の数理モデルへの人体温熱モデルの組み込みを行った．その後，このモデルを用いて車室内温度と覚醒度の変化の関係をモデルによって計算し，被験者による実験結果と比較した．その結果，被験者の感じている変化をモデルで表現できていることは明らかになった．
2022年度は、体調モニタリングセンサーの原理に関する研究を実施した．ドライバーの運転を妨げないシートバックなどに取り付け可能な非侵襲の脈波センサーが開発されている．このセンサーでは，1-20Hzの周波数帯域の信号が増幅されるという特徴がある．しかしながら，その測定原理は未解明である．そこで，本年度は，このセンサーを構成している3次元立体編み物（3D-net）の繊維構造と2本の繊維同士が擦れあう現象に着目し，数値解析と実験から，摩擦が振動特性に及ぼす影響を明らかにし，センサーの測定原理について検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
人体の温熱モデルに加えて、体調モニタリング用センサーの原理についての研究に着手できていることから、進捗は順調であると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、最終年度であるため、ジャーナル論文に纏めたいと考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
