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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Building of the heatstroke prevention system by wearable body area network that clothing and physiological state of human were considered

Research Project

Project/Area Number 15H02888
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

薩本 弥生  横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (10247108)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 島崎 康弘  岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (20584270)
杉本 千佳  横浜国立大学, 未来情報通信医療社会基盤センター, 特任教員(准教授) (40447347)
佐古井 智紀  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (70371044)
小柴 朋子  文化学園大学, 公私立大学の部局等, 教授 (70310399)
西原 直枝  聖心女子大学, 文学部, 講師 (90611129)
田中 英登  横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (60163557)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords熱中症予防 / 温熱的快適性 / ウェアラブルボディエリアネットワーク(WBAN) / 着衣の蒸発熱伝達 / 発汗サーマルマネキン / 換気計測-トレーサガス法
Outline of Annual Research Achievements

BANシステムと温熱環境計測システムの統合による熱中症予防支援システムの構築:生体パラメータを計測するBANシステムと環境中に配置した温熱環境計測システムのデータを収集・蓄積・解析評価するためのシステムデザインを再検証し,熱中症予防支援システム構築に必要なセンサやサーバアルゴリズム等要素技術の改良を行った.
温熱負荷環境時の温熱環境・生理応答の実測・解析:屋外活動環境における若年者対象の人体温熱状態の計測を行った.特に暑熱環境における体温調節機能において重要な役割を果たす蒸発熱抵抗および熱抵抗を中心に,ウェアラブルかつ多点計測を行い,その際,人体温熱感受性も同時に把握した.一方,開発したセンサを用いて,夏季における高齢者の生活環境のデータを試行的に測定し,測定における課題を検討した.
防護服着用時のWBGT補正式の検討:非透湿性の化学防護服を着装した条件でのWBGTの補正式を導いた.湿球の重みは0.45,黒球と気温の重みの和は0.67となった.非透湿性の防護服を対象とするWBGTの補正係数は,透湿性の一般的な服を着用した場合と比べ,クロ値の変動に対して1.5倍以上変化すること,屋外では地物の温度が1℃気温より高くなると補正WBGT値をさらに0.1℃補正すべきことが分かった.
発汗サーマルマネキンとトレーサガス法による換気計測による熱水分同時移動系の蒸発熱伝達性評価システムの構築:蒸発熱伝達性とトレーサガス法による換気計測を同期して行い,着衣の蒸発熱伝達率の評価法として換気速度からの間接評価法の妥当性を検証した.また,パーカ着装時の蒸発熱伝達率や換気速度へのパーカの透湿性と換気口の開口条件の影響を検証した.透湿性および換気口は立位安静で無風環境でも蒸発熱伝達率向上に有効であった.換気速度と蒸発熱伝達率には相関がみられ,着衣の蒸発熱伝達性を換気速度から間接評価できることが分かった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

熱中症予防システム構築に向け,無線センサシステム等を用いたフィールドおよび実験室実験が実施でき,運動時の温熱生理応答を予測するモデルを構築し,上記温熱付加実験の実測データを用いて計算を行い,モデルの検証ができ,さらにモデルの精度向上に向けて重要な着衣の蒸発熱伝達率のデータの計測方法に関して無風・安静状態での発汗サーマルマネキンでの計測方法の検証ができたため,おおむね順調に進展している.

Strategy for Future Research Activity

Two node modelにより運動時の温熱生理応答を予測するモデルを組み込むWBANセンサシステムにおいて必要となる生体パラメータを算出するための活動量計を選定し,時々刻々の生体情報や環境情報をもとに状態を判別するシステムを構築する.一方,熱中症予防が重要な課題である高齢者は運動時の若年者とはモデルの修正が必要と考えられる.比較的健康な高齢者を被験者に生活実態を把握するための問診票を作成し質問紙調査をするとともに自宅での環境,生理データの実態調査を行う.以上のデータを蓄積し,若年者の運動時あるいは高齢者の日常生活時の常時モニタリングシステムへ応用し,取得したデータからの熱中症行動・状態モデルの構築と新たな評価指標による熱中症予防支援システムを構築する.また,暑熱環境時の熱中症予防のため温熱的に最適な着衣の条件を検討するため,着衣の熱水分移動性能への風,動作および着衣のデザインによる影響を評価するシステムを構築する.特に透湿防水性パーカ着装時の着衣の蒸れおよび閉塞型の靴着用時の足の蒸れは未だ解決できない問題であるため,引き続き透湿防水パーカ内環境および靴内環境の評価実験を行い,モデルの構築をめざす.

  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 暑熱環境時の着衣の熱水分移動と温熱的快適性2017

    • Author(s)
      薩本 弥生
    • Journal Title

      繊維製品消費科学

      Volume: 58 Pages: 26~33

    • DOI

      https://doi.org/10.11419/senshoshi.58.1_26

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 年齢・身体特性・ブラの種類が動作時の胸部動態・着装感に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      薩本 弥生、丸田 直美、斉藤 秀子、諸岡 晴美
    • Journal Title

      繊維製品消費科学

      Volume: 58 Pages: 80~89

    • DOI

      https://doi.org/10.11419/senshoshi.58.1_80

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The effect of solar radiation on temperature distribution in outdoor human-clothing-environment systems2017

    • Author(s)
      Shimazaki, Y., Goto S., Yoshida A., and Yamato T.
    • Journal Title

      International Journal of Heat and Mass Transfer

      Volume: 104 Pages: pp.1-6

    • DOI

      http://doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.022.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of Shoe Fit and Moisture Permeability of a Leather Shoe on Shoe Microclimate and Air Exchange2016

    • Author(s)
      Satsumoto Y., Piao S. and Takeuchi M.
    • Journal Title

      Journal of Ergonomics

      Volume: 6:4 Pages: 1-7

    • DOI

      http://doi:10.4172/2165-7556.1000171

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of thermal formation and air ventilation inside footwear during gait: The role of gait and fitting2016

    • Author(s)
      Shimazaki, Y, Matsutani, T and Satsumoto, Y
    • Journal Title

      Applied Ergonomics

      Volume: 55 Pages: 234-240

    • DOI

      http://doi:10.1016/j.apergo.2015.11.002

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] おむつ内で生じる熱水分移動現象と温熱的快適性向上2016

    • Author(s)
      薩本弥生
    • Journal Title

      ㈱技術情報協会、衛生製品とその材料開発事例集

      Volume: 7章3節 Pages: pp.230-242

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 特集 夏のトラブル―予防と対策「夏の衣服~乳幼児が快適な夏の服装~」2016

    • Author(s)
      薩本弥生
    • Journal Title

      チャイルドヘルス

      Volume: 19 Pages: 590-595

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Modeling for clothed human thermal load2017

    • Author(s)
      Yasuhiro Shimazaki, Shunpei Katsuta, Atsumasa Yoshida, and Takanori Yamamoto
    • Organizer
      The Asian Conference on Thermal Sciences 2017
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2017-03-29 – 2017-03-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental evaluation of cooling effects of water retaining pavement on human2017

    • Author(s)
      Jumpei Nitta, Yasuhiro Shimazaki, Masashige Aoki, Kenta Kamidouzono, Tomonori Sakoi, and Yayoi Satsumoto
    • Organizer
      8th Japanese-German Meeting on urban Climatology
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stdudy of the CGS material most suitable for heatstroke prevention during exercise in summer heat and solar radiation environment2016

    • Author(s)
      Satsumoto Y., Tanaka Y., Kikuch I., Shimazaki Y.
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Human-Environment System
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Japan
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-11-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prediction of shoed-foot comfort2016

    • Author(s)
      Yasuhiro Shimazaki, Kengo Kurashima, Jumpei Nitta, Sayako Fujimoto and Yayoi Satsumoto
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Human-Environment System
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Japan
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-11-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of sweat evaporation at body regions under distinct wind conditions2016

    • Author(s)
      Shunpei Katsuta, Yasuhiro Shimazaki, Shigeru Nozu, and Takanori Yamamoto
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Human-Environment System
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Japan
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-11-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Measurement of Thermal Radiation Environments Using a Compact NET Radiation Meter -Focus on Asphalt, Concrete, and Soil Pavement-2016

    • Author(s)
      Hironobu Kajii, Shoji Igawa, Tadahiro Tsuchikawa, Sakuo Sugawara, Seiichi Miyamoto,Yayoi Satsumoto, Hiroko Kubo, Morie Miyazawa, Niuniu Zhang, Yoshikazu Fuji
    • Organizer
      The Fifth International Conference on Human-Environment System
    • Place of Presentation
      Nagoya University, Japan
    • Year and Date
      2016-10-29 – 2016-11-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of bellows effect of coins‐ inserted design of track T‐shirt to prevent heat stroke in hot environment2016

    • Author(s)
      Satsumoto Y., Kikuch I.
    • Organizer
      IFHE World Congress 2016
    • Place of Presentation
      Daejeon Convention Center, Korea
    • Year and Date
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluating combined effects of radiation and metabolism on pedestrian comfort2016

    • Author(s)
      Yasuhiro SHIMAZAKI, Atsumasa YOSHIDA, and Takanori YAMAMOTO
    • Organizer
      The Fourth International Conference on Countermeasures to Urban Heat Islands
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-05-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of thermal sensation and thermal design using measurement data of thermal environment of premises woods2016

    • Author(s)
      Shoko HASHIDA, Atsumasa YOSHIDA, Shinichi KINOSHITA, and Yasuhiro SHIMAZAKI
    • Organizer
      The Fourth International Conference on Countermeasures to Urban Heat Islands
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-05-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Field investigation on thermal environment for several types of greenery and evaluation of thermal sensation2016

    • Author(s)
      Atsumasa YOSHIDA, Shinichi KINOSHITA, Yasuhiro SHIMAZAKI, and Shoko HASHIDA
    • Organizer
      The Fourth International Conference on Countermeasures to Urban Heat Islands
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2016-05-30 – 2016-05-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 人体要素を考慮した屋外温熱環境解析2016

    • Author(s)
      島﨑康弘,吉田篤正
    • Organizer
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-05-24 – 2016-05-24
  • [Book] 新版 衣生活の科学―テキスタイルから流通マーケットへ― 第2版2017

    • Author(s)
      間瀬清美・薩本弥生編著
    • Total Pages
      225
    • Publisher
      アイ・ケイコーポレーション
  • [Book] 被服学事典2016

    • Author(s)
      牛腸ヒロミ ・布施谷節子 ・佐々井啓 ・増子富美 ・平田耕造 ・石原久代 ・藤田雅夫 ・長山芳子 編
    • Total Pages
      504
    • Publisher
      朝倉書店

URL: 

Published: 2018-01-16  

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