2012 Fiscal Year Annual Research Report
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11J05967
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
高橋 一誠 名古屋市立大学, 大学院・芸術工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 自動車運転 / 居眠り運転 / 眠気推定 / 生体信号 / 心拍呼吸位相同期 / 心拍変動 / 心電計 / アクティブ電極 |
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| Research Abstract |
本研究は、運転者の生体指標(心拍・呼吸)から覚醒度を推定し、覚醒度低下検出時に運転者を最適な運転水準へ誘導するシステムの基礎体系を構築することを目的としている。システムは(1)覚醒度推定に用いる生体指標を計測するセンサ、(2)覚醒度推定アルゴリズム、(3)覚醒度維持刺激の3つの要素技術から成る。本年度に実施した各要素の技術開発の進捗状況を以下に記す。
(1)自動車運転時において心電図と呼吸を着衣状態で安定的に計測することを目的とし、本年度は静電容量型アクティブ電極を用いた心電・呼吸センサのプロトタイプを製作した。現状ではベンチテストにおいてシャツ及びカーディガンを着用した状態での心電図と呼吸の計測を可能としている。(2)眠気兆候を捉え易い心拍と呼吸を用い、覚醒度推定アルゴリズムの開発を行った。被験者48名の協力により実施した実験から、運転時の覚醒度低下に観察される心拍と呼吸の特徴を定量化した指標を用いたアルゴリズムにより、覚醒度推定の最も信頼性の高い指標であるPERCLOS(PERcentage of eye CLOSure)よりも早い段階で眠気兆候を捉えることができることを見出した。(3)生理的に眠気を緩和させる手法の開発を目的とし、眠気時の血中酸素酸素飽和度の低下に着目した。被験者16名の実験から、運転者の心拍と呼吸リズム間にCRPS(Cardio-Respiratory Phase Synchronization)を出現させることによって眠気時の頭部酸素量低下を抑えることができることを見出した。このCRPSは運転者の心拍リズムに同期した振動刺激をシート座面から付与することによって導出可能である。これらの成果については、昨年8月にIEEE EMBCにて発表を行い、現在、IEEE ITSにも投稿している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
覚醒水準維持を可能とする刺激の効果が確認でき、本システムの問題点としてあった心拍・呼吸のセンサ部の精度も実用に堪えうるレベルが得られたため、当初の計画通りおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題は、覚醒度推定に用いる生体指標を計測するセンサ、覚醒度推定アルゴリズム、覚醒度維持刺激の3つの要素技術を統合し、システム全体を形づくり、これの評価を行う。20名の被験者を対象として各被験者に運転シミュレータによる2時間の運転タスクを実施し、本システムによって覚醒状態が充分に維持されるかを検証する。
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