2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15760165
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
佐川 貢一 弘前大学, 理工学部, 助教授 (30272016)
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| Keywords | 歩行 / 加速度 / 角速度 / 地磁気 / 3次元 / 推定 / 消費カロリー / リアルタイム |
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| Research Abstract |
現在、歩行運動の消費カロリーは歩数計やカロリーカウンタによって計測するのが一般的である。しかし、これらの装置は平地歩行でのみ有効であり、数倍のカロリーを消費する階段昇りや早足の場合には正しい消費カロリーは計測できない。研究代表者らはこの問題を解決するため、複数のセンサを利用して歩行形態を判別する3次元歩数計を提案した。しかし、消費カロリーを左右する歩行速度の推定精度があまり高くない等の問題が残されている。そこで本研究では、身体装着型のセンサによって平地歩行及び階段昇降時の歩行速度、階段の角度、段差などを高精度で計測する方法を開発する。また、推定した歩行速度から消費カロリーを求める近似式の導出を試みる。最後に、3次元歩行時の消費カロリーをリアルタイムで表示する新型3次元歩数計を試作する。平成16年度では、現有の酸素摂取量計測装置を利用し、酸素1リットルが5キロカロリーに対応するという関係から、歩行速度と消費カロリーの関係を調査する。ここでは、10名程度の被験者を対象とし、上下及び前後方向移動速度と、単位体重当たりの消費カロリーとの関係を求め、実時間高精度消費カロリー推定のための近似式を導出する。その際、傾斜歩行はトレッドミルを傾斜させた長時間歩行実験や、階段昇降実験を行い、酸素摂取量が安定した時点での酸素摂取量を測定する。実験の結果、水平方向移動速度および垂直方向移動速度を利用することにより、歩行時の消費カロリーを高精度で推定することを可能にする数学モデルの構築に成功した。一方、従来のオフラインによる3次元歩行経路推定アルゴリズムを発展させ、足爪先の3次元加速度、3次元角速度、3次元地磁気を計測し、実時間で移動経路をコンピュータ画面に描画するプログラムを作成し、従来法と同程度の推定精度を有することを確認した。
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