| Project/Area Number |
21K12781
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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 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Japan Organization of Occupational Health and Safety, Spinal Injuries Center |
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Principal Investigator |
小林 博光 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 研究員(移行) (00647729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺師 良輝 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 研究員(移行) (90647728)
林 哲生 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部), 研究員(移行) (00769680)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | ポインティングデバイス / 障害者 / 非接触 / トラッキング / 下顎 / MediaPipe |
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| Outline of Research at the Start |
手足を機能的に動かせない重度の障害者が、どのような方法でパソコンやスマートフォン、タブレットなどの情報端末を操作しているのか現状を調査する。その中で負担の大きな動作や実現できない操作などの困難な状況を抽出する。それらの結果をもとに、顎の下に貼り付けたマーカーでパソコンや他の情報端末のマウスカーソルを移動させクリックを実現させるのに必要な機能や条件を仕様とした装置を試作・評価し、開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題：二次試作機はワンボードコンピュータ（ラズベリー財団RaspberryPi4）とwebカメラ（Logicool社C922n）と、USBコンバータ（ビッドトレードワン社REVIVE USB ADVANCE）をハードウエア構成に、ソフトウエア環境を、64bit版のRaspberry Pi OSにGoogleのMLソリューションMediaPipeを活用、Python3.9.2でのコード開発した。Mediapipeで得られた顔の上顎と下顎のＸ座標軸上の差を参照し、カーソルの左右方向移動を実現させた、上下方向移動については、口唇のＸ・Ｙ軸座標上の距離の比（口の開閉率）の値を参照した。健常者による試用評価を行い、上下方向の移動はおおむね良好であったが、左右方向の移動について、意図したタイミングでの停止や方向反転ができない不具合があった。
調査：不具合の原因を調査するため、時刻、上顎と下顎のＸ座標軸上の差、口の開閉率、両目端のＸ座標上の距離をモニタ上に表示し、各データをメモリ内に記録するコードを開発した。取得した数値データをグラフ化し、別システムのデジタルカメラによる動画撮影と合わせて、解析を行った。その結果、顎の静止状態と移動状態が被験者に異なることに加え、カメラから顔までの距離によっても大きく異なることや、静止状態でもデータでは微細な揺れが生じていることや、顔、顎ともに位置や動きは左右非対称であることも確認した。
対策：左右方向の移動について、データ解析をもとに状況や個人の差を吸収する適切な閾値を求めることと、カメラ方顔までの距離は近すぎると静止時の微細な揺れの影響を少なくするための適切な距離を求める実験を行った。その結果、外部スイッチ操作により取得した中立位置Ｘ座標を基準とし、Ｘ座標の変位率による閾値の設定で、方向反転ができない不具合の解消を図った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
データ解析手法の考案に時間を要し、限られた健常者のみでの試用となったため、2024年度まで延長することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
カーソルの左右方向への移動の判別を上顎と下顎のＸ軸座標の数値の比をもとに、あらたな判別式を検討し、カメラから顔までの距離の影響と、カメラに対する顔の傾きの影響を回避する手法を考案する。また、使用該当障害者にも試用評価していただく。
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