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Measuring Cognitive Characteristics of Older Adults with Visual or Hearing Impairments by using Sensory Substitution Methods

Research Project

Project/Area Number 21K19782
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

伊福部 達  東京大学, 先端科学技術研究センター, 名誉教授 (70002102)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂尻 正次  筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (70412963)
三浦 貴大  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 (80637075)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords視覚障害 / 聴覚障害 / 感覚代行 / 触覚呈示 / 認知機能計測 / ワーキングメモリー / 自立支援 / 高齢者 / 感覚モダリティ / 介護支援
Outline of Research at the Start

国内の視覚・聴覚障害者のうち,高齢者の占める割合は50%を超えている. 彼らの一部は,十分な介護支援が得られていないことから, 自立生活を送る上で支障をきたしている.晴眼・健聴の高齢者の場合,自立度を測る様々なスケールや認知機能検査が適用できる.しかし,視覚・聴覚障害のある高齢者の場合は,感覚・知覚機能は計測できても,中枢系が関わる認知機能の測定手法は確立されていない.本研究では,視覚・聴覚障害者の空間認知機能やワーキングメモリを感覚代行手法により正確に計測する手法を開発し,彼らの若年期・高齢期での認知機能の一端を明らかにするとともに,その結果を基に自立支援・介護方策を提案する.

Outline of Annual Research Achievements

〇国内の視覚・聴覚障害者のうち,高齢者の占める割合は50%を超えている. 彼らの一部は,十分な介護支援が得られていないことから, 自立生活を送る上で支障をきたしている.介護支援のためには自立度を測る認知機能検査が必要となるが,視覚・聴覚障害のある高齢者の場合は,中枢系が関わる認知機能の測定手法は確立されていない。
〇研究目的は、視覚・聴覚障害者の自立支援・介護方策を提案するために、当事者の認知機能であるワーキングメモリと遂行機能を調べることである。そのための手段として、本課題では、視・聴覚障害を残された感覚で代行させる「感覚代行機器」を利用した計測方法を開発した。開発機器を基に若年期~高齢期における認知機能特性の違いを調べ、その機能低下を補う自立・介護方策を提案した。
〇具体的には、(1)聴覚・触覚提示手法に基づく視覚障害者の認知機能計測システムの開発、(2)視覚提示手法に基づく聴覚障害者の認知機能計測システムの開発、(3)上記の計測システムを用いて、様々な年代の視覚・聴覚障害者における認知機能特性の相違点を把握した。
〇まず、小型音源を多数配置した「スピーカマトリクス型聴覚提示システム」を開発し、視覚的情報をスピーカの場所に割り当て、個々のスピーカの位置に触れることで、音の空間スパン課題を実施できるシステム全体を構築した。また、前年度に引き続き先行研究で開発された触覚ゲームコントローラー (TactCon)を利用して、多感覚モダリティ提示の有用性を調べた。その結果から、聴覚および触覚への即時による提示が多感覚モダリティ認識の上で重要であることを示した。
〇以上を踏まえ、今後は、構築した提示システムを利用して、視空間ワーキングメモリに
関する実験を進める準備を進めた。実験から、年代別・障害状況別・障害発症時期別による認知機能特性を把握していく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染症と、世界情勢の影響から、部品調達等に遅れが生じ、システムの開発に遅れが生じた。しかし、その後の回復により、システム全体の構築をほぼ達成することができ、システムを使って実験を進める段階に至った。

Strategy for Future Research Activity

〇本研究で開発した認知機能計測システムを利用して、視覚障害あるいは聴覚障害のある高齢者のワーキングメモリを計測する。また、視覚障害者への聴覚・触覚の同時情報提示、聴覚障害者への視覚・触覚の同時情報提示を行い、多感覚モダリティの特性を把握する提示実験プロトコルを作成する。
〇測定システムにより得られた知見を基に、具体的な例として、我々が開発した触覚情報と空間音響を併用した視覚障害者用ゲーム「TactCon」を活用したゲームを利用して多感覚モダリティ提示の有用性を検証する。
〇得られた知見と技術に基づいて、楽しみながら視・聴覚障害のある高齢者の自立・介護支援が行えるようなシステムを提案・構築する。

Report

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

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 8 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Examining How Interaural Differences Owing to Head Rotation during Walking Improve the Distance of Auditory Obstacle Perceptions among Individuals with Visual Impairment: A Case Study in Small-Scale Blind Group2024

    • Author(s)
      Miura T, Okochi N, Mats,uo M, Yabu K, Katagiri A, Yasu K, Sakajiri M, Ifukube T
    • Journal Title

      Life 2024

      Volume: 14(3) Issue: 3 Pages: 356-356

    • DOI

      10.3390/life14030356

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ウェアラブルな構音障害支援デバイスにおける制御インタフェースと音声補完の検討2024

    • Author(s)
      藪謙一郎, 田中敏明, 伊福部達
    • Journal Title

      日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM)

      Volume: (CD-ROM)2023 Pages: 685-686

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    • Open Access
  • [Journal Article] Learning Processes of Touchscreen Gesture Interaction in Older Adults and Children2023

    • Author(s)
      Miura T, Yabu K, Kobayashi M, Hiyama A, Hirose M, Ifukube T
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 14055 Pages: 125-139

    • DOI

      10.1007/978-3-031-48041-6_10

    • ISBN
      9783031480409, 9783031480416
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Binaural Listening with Head Rotation Helps Persons with Blindness Perceive Narrow Obstacles.2023

    • Author(s)
      Miura T, Okochi N, Suzuki J, Ifukube T
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      Volume: 20(8) Issue: 8 Pages: 5573-5573

    • DOI

      10.3390/ijerph20085573

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 伝音性難聴のある成人による軟骨伝導型振動子の装着位置の検討2023

    • Author(s)
      安啓一, 中津智貴, 平賀瑠美, 坂尻正次, 三浦貴大, 藪謙一郎, 伊福部達
    • Journal Title

      日本音響学会研究発表会講演論文集(CD-ROM)

      Volume: (CD-ROM)2023 Pages: 1615-1616

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    • Open Access
  • [Journal Article] 感覚代行(複合感覚の特性、触覚による聴覚代行、視覚による聴覚代、視聴覚重複障害のための代行技術、他)2023

    • Author(s)
      伊福部 達
    • Journal Title

      感覚代行研究の資料 (Web公開資料集), 感覚代行研究会制作

      Volume: 1

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  • [Journal Article] Development of a hands‐free electrolarynx for obtaining a human‐like voice using the LPC residual wave2022

    • Author(s)
      Masaki Takeuchi, Yutaro Soejima, Jaesol Ahn, Kunhak Lee, Ken Takaki, Tohru Ifukube, Ken‐Ichiro Yabu, Shinnosuke Takamichi, Masaki Sekino
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 142(9) Pages: 390-396

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Inclusive action game presenting real-time multimodal presentations for sighted and blind persons2021

    • Author(s)
      Masaki Matsuo, Takahiro Miura, Ken-ichiro Yabu, Atsushi Katagiri, Masatsugu Sakajiri, Junji Onishi, Takeshi Kurata, Tohru Ifukube
    • Journal Title

      ICMI '21: Proceedings of the 2021 International Conference on Multimodal Interaction

      Volume: 2021 Pages: 62-70

    • DOI

      10.1145/3462244.3479912

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  • [Presentation] ウェアラブルな構音障害支援デバイスにおける制御インタフェースと音声補完の検討2024

    • Author(s)
      藪謙一郎, 田中敏明, 伊福部達
    • Organizer
      日本音響学会第151回(2024年春季)研究発表会
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  • [Presentation] 高齢社会を豊かにするテクノロジーを求めて. 第12話:JSTプロジェクトの始動2024

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      伊福部達
    • Organizer
      Bitis ブログ資料
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  • [Presentation] Learning Processes of Touchscreen Gesture Interaction in Older Adults and Children2023

    • Author(s)
      Miura T, Yabu K, Kobayashi M, Hiyama A, Hirose M, Ifukube T
    • Organizer
      International Conference on. Human-Computer Interaction
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 伝音性難聴のある成人による軟骨伝導型振動子の装着位置の検討2023

    • Author(s)
      安啓一, 中津智貴, 平賀瑠美, 坂尻正次, 三浦貴大, 藪謙一郎, 伊福部達
    • Organizer
      日本音響学会第 150 回(2023 年秋季)研究発表会
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  • [Presentation] 高齢社会を豊かにする技術とシステム -JSTのプロジェクトを例に-2023

    • Author(s)
      伊福部達
    • Organizer
      「ジェロンテック×AI/DXフォーラム」 AOSデータ(株)主催
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    • Invited
  • [Presentation] 感音性難聴のある若年者による歌唱支援システムの評価-視覚と振動による音高のフィードバック-2022

    • Author(s)
      安啓一, 坂尻正次, 藪謙一郎, 三浦貴大, 片桐淳, 伊福部達
    • Organizer
      日本音響学会2022年秋季研究発表会
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  • [Presentation] Design and Evaluation of Instrument Sound Identification Difficulty for the Deaf and Hard-of Hearing2022

    • Author(s)
      Shiho Akaki, Rumi Hiraga, Keiichi Yasu, Keiji Tabuchi, Hiroko Terasawa
    • Organizer
      2022 Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference (APSIPA ASC)
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  • [Presentation] 視覚障害者が音で見る世界と人間拡張への応用2022

    • Author(s)
      三浦 貴大
    • Organizer
      HCGシンポジウム2021
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    • Invited
  • [Presentation] 全盲者の音響VR環境の特性について2021

    • Author(s)
      大西 淳児, エルデネサンブー デルゲルバヤル、三浦 貴大、坂尻 正次
    • Organizer
      電気学会 計測 / 知覚情報 合同研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Inclusive Action Game Presenting Real-time Multimodal Presentations for Sighted and Blind Persons.2021

    • Author(s)
      Matsuo Masaki、Miura Takahiro、Yabu Ken-ichiro、Katagiri Atsushi、Sakajiri Masatsugu、Onishi Junji、Kurata Takeshi、Ifukube Tohru
    • Organizer
      2021 International Conference on Multimodal Interaction (ICMI ’21)
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 伊福部研究室

    • URL

      https://www.human.iog.u-tokyo.ac.jp

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      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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