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健康長寿社会のための筋骨格モデルにもとづくエクササイズのGUIデザイン

Research Project

Project/Area Number 21K12557
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90010:Design-related
Research InstitutionHyogo Prefectural Institute of Technology

Principal Investigator

平田 一郎  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 上席研究員 (80470243)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福井 航  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 主任研究員 (60632742)
後藤 泰徳  兵庫県立工業技術センター, その他部局等, 専門研究員 (70470242)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords健康経営 / 筋骨格シミュレーション / 代謝エネルギー / ウェラブルデバイス / 筋活動 / 可視化 / 日常動作 / 健康寿命 / 日常生活活動 / GUI / 筋骨格モデル
Outline of Research at the Start

高齢者は、健常な状態から要介護状態になるまでに「フレイル」という中間的な段階を経ていると考えられている。フレイル状態が継続すると、生活の質を落とすだけでなく様々な合併症も引き起こす危険があるが、初期段階で対策を行えば、元の健常な状態に戻る可能性があると言われている。そこで本研究では、フレイルになる前段階あるいはフレイル初期段階において、対象者に積極的な(歩行)運動を実施してもらう方法として、運動解析に基づいた効果的な表示方法等のGUIデザインについて研究する。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究では、筋活動量を可視化する方法として筋骨格シミュレーションモデルを活用することを検討してきた。さらに、筋骨格シミュレーションモデルに反映させるための動作姿勢を推定する方法として、撮影した動画データをもとに人の動作姿勢(ボーン)を推定する方法についても検証し、動作姿勢のデータ構築の可能性について検討してきた。蓄積した姿勢データとリアルタイムに計測した姿勢データを関連付けてフィードバックさせる方法として、日常動作をメンタルモデルダイアグラムの手法を用いて分類した。
今年度は、ウェラブルデバイスを活用して日常の筋活動量をシミュレーションする方法について検討した。この方法により、動画撮影が難しい環境でも活動量を計測できる上、長期的な記録・分析も可能となる。最初に、ウェラブルデバイス(スマートウォッチ)により移動時間や停滞時間、歩数、階段を上った階数などのデータを取得し、動作を分類した。次に、分類した動作をそれぞれ筋骨格シミュレーションモデルを用いて代謝エネルギーを計算した。その後、ウェラブルデバイスで取得したデータと各動作のシミュレーション結果を対応づけた。これにより、日中における代謝エネルギーを部位ごとに比較・可視化することができるようになった。日中の代謝エネルギーを試算できるようになったことにより、運動不足や摂取エネルギーの過不足について注意喚起を促すことも可能となった。今後は、筋活動量や代謝エネルギーをGUIに反映させて可視化する方法について検討する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ウェラブルデバイスを活用して日常の筋活動量をシミュレーションする方法について検討することにより、今までよりも日常動作の計測が容易となった。その反面、当初から計画していたGUIデザインの着手が遅れており、次年度中に作業を完成させる予定である。

Strategy for Future Research Activity

ウェラブエルデバイスを用いて日中の動作を簡易的に計測し、予め計算した代謝エネルギーや筋活動量と紐づけることで、日中の代謝エネルギーを部位ごとに可視化することができるようになった。今後は、これまでに検討してきた「日常動作の計測データ」をユーザにどのように示すのが最適であるか検討する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] ウェルビーイング社会の実現に向けた筋活動量の可視化について2023

    • Author(s)
      平田一郎
    • Journal Title

      価値創造スマートものづくり研究センターニュースレター

      Volume: 13 Pages: 1-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 兵庫県立工業技術センターにおけるデザイン振興活動2023

    • Author(s)
      平田一郎
    • Journal Title

      DESIGNPROTECT

      Volume: 137(36-1) Pages: 35-39

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Comparison of Backpacks with Air Mesh Back Panels and Curved Boards in Standing Position2023

    • Author(s)
      Hirata Ichiro、Nakamoto Hiroyuki、Nonaka Takashi
    • Journal Title

      AHFE International

      Volume: Vol. 114 Pages: 21-26

    • DOI

      10.54941/ahfe1004217

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 2021年度 日本人間工学会関西支部春季講演会 (ビッグデータ人間工学研究部会担当) 開催報告2022

    • Author(s)
      平田一郎, 新家敦
    • Journal Title

      人間工学

      Volume: 58巻3号 Pages: 136-137

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 共創における創造性2023

    • Author(s)
      平田一郎
    • Organizer
      第70回日本デザイン学会春季研究発表大会
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      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 人間中心設計のための機械学習による筋負荷解析の汎用化2023

    • Author(s)
      福田純、平田一郎、福井航
    • Organizer
      産業応用工学会 全国大会2023
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    • Author(s)
      平田一郎
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      日本人間工学会第64回大会
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  • [Presentation] 汎用システムデザインプロセスによる製品開発2023

    • Author(s)
      平田一郎
    • Organizer
      第18回日本感性工学会春季大会
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    • Author(s)
      平田一郎,福井航,福田純,後藤泰徳
    • Organizer
      第24回日本感性工学会大会
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  • [Presentation] 日常生活における活動量の計測と可視化の取り組み2022

    • Author(s)
      平田一郎,福井航,福田純,後藤泰徳
    • Organizer
      日本感性工学会大会ヒューマン デザインテクノロジー研究部会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 姿勢推定AI と筋骨格モデリング シミュレータによる筋活動量の推定2022

    • Author(s)
      福田純,福井航,平田一郎,後藤泰徳
    • Organizer
      計測自動制御学会 システム・情報部門
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 健康長寿社会の実現に向けた筋活動量の可視化2022

    • Author(s)
      平田一郎,福井航,福田純,後藤泰徳
    • Organizer
      2022 年度日本人間工学会関西支部大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メンタルモデルダイアグラムを応用した日常生活活動分類2022

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      平田一郎,福井航 ,福田純 ,後藤泰徳
    • Organizer
      第17回日本感性工学会春季大会
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  • [Presentation] 生活データの解析・シミュレーションによる健康増進システム2021

    • Author(s)
      平田一郎,福井航 ,福田純 ,後藤泰徳
    • Organizer
      デザイン人間工学報告会2021
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  • [Presentation] 筋骨格シミュレーションによる活動量の可視化2021

    • Author(s)
      平田一郎,福井航 ,福田純 ,後藤泰徳
    • Organizer
      2,021年度日本人間工学会関西支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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