Detecting early-warning signals for sudden deterioration of isolation by dynamical network biomarkers and Analysis of the effect of using public transport to reduce isolation.

Research Project

Project/Area Number	22K04350
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
Research Institution	University of Toyama
Principal Investigator	猪井博登富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 准教授 (70403144)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 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 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	社会的孤立 / サイバーフィジカルシステム / 公共交通 / 効果評価 / 自然言語処理モデル / 公共交通計画 / クロスセクターベネフィット
Outline of Research at the Start	公共交通の利用により孤立が解消されるかを定量的に明らかにすることを目的に，特に孤立の早期の段階に公共交通の利用により生じるつながりが有効に作用すると考えられるため，孤立の早期かつ軽度の状況を把握できる方法の開発が本研究の目的である。具体的には，医学分野の未病研究を中心に使用される動的ネットワークマーカー法（DNM）を適用し，スマートデバイスなどから得られる生体データやスマートメーターなどから得られる生活データから孤立状態に表現する指標を明らかにする。孤立状態に表現する指標を公共交通利用時，公共交通の状態別に計測し，指標の変化から公共交通の利用が早期かつ軽度の孤立状態を解決できるかを検証する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究における研究課題の核心をなす学術的「問い」は，「公共交通の利用で孤立が解消されるか」を定量的に明らかにすることである。サイバーフィジカルシステム（CPS）を適用し，生体データ，生活データを収集し，これと既存の孤立指標の間の関係性を明らかにし，孤立の度合いを即時的に表現する指標を構築することが本研究の目的である。この研究目的に対して，当該年度は，孤立の計測に使用するCPSの選定，CPSの計測準備を行った。また、社会的孤立とCPSで計測された生体計測値の関係性を検証する手法の検証を行った。孤立の計測に使用するCPSでは，昨年度選定した歩様の計測として、インソール型加速度計を使用し、計測を試行し、データの収集を行い、考察を行った。インソール型加速度計で計測した複数の計測値の日別の分散を検証し、ある一定の分散を有しており、インソール型加速度計で、身体的や、心理的な状況が反映されている可能性が検証できた。また、社会的孤立とCPSで計測された生体計測値の関係性は、自然言語処理モデル（OpenAI社製Generative Pre-trained Transformer 2）を使用することを検証した。具体的には、交通に関するデータを自然言語処理モデルで予測することを検証した。本研究では、ETC2.0で得られた速度と気象関係のデータで説明が可能かを検証した。ある一定の説明が可能であることを確認した。次年度、CPSでデータを収集した後に、自然言語処理モデルを活用し、関係性を検証することとした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初研究計画では、本年度、社会的孤立とCPSで計測された生体計測値の関係性の検証を行う予定であったが、ウェアラブル端末の検証などに時間を要しており、次年度にCPSでの計測と関係性の分析を行なうこととした。一方、関係性の検証方法に、多くの要因を考慮できるよう頑強性が高い分析方法を適用することとした。そこで、自然言語処理モデルの活用を検討し、より頑強な分析が行える体制を整備することができた。以上の状況を判断して、「やや遅れている。」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	当初予定していたCPSによる生体値の計測と社会的孤立度の調査を行う。また、これらの関係性の検証においては、今年度検討した自然言語処理モデルの適用し、分析を行なう。自然言語処理モデルを活用できれば、チャットボット技術を用いた相談機能の整備などへの展開が想定され、より実装が高いレベルで行えると考えられる。