2015 Fiscal Year Research-status Report
障害に応じた協調的認知行動ナビゲーションと振り返りに基づく認知リハビリテーション
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15K00368
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐野 睦夫 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (30351464)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 行動環境認識 / 認知リハビリテーション / 振り返り支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
障害に応じ協調的に認知行動ナビゲーションを行うとともに，振り返りを通して気づきややる気を促し，現場復帰に向けた生活行動認知リハビリを支援する方式の実現を目的とし，下記の2つの点から研究を実施した．
１．障害起因行動を内包した大規模生活行動認識方式：生活資源に対するDeep Learningを用いた学習手法および，頭部・手脚の動作と生活資源との共起関係の活用法，生活環境からの効率的な探索手法を提案した．生活タスクで最も複雑な調理タスクに着目し，Selective Search手法により効率的に生活資源の候補領域を抽出する．高速に検出された領域から， 8種類の生活資源に関する一般物体認識を行い，Particle Filterで手の動きを追跡し，生活資源との共起性を用いて生活行動推定を行った（大会・研究会各1件）．ロボット視点の認識方式としては，歩くや座るなどの行動に対して， CNNやRNNに基づく骨格構造からの行動の学習方式も検討した（大会・研究会各1件）．
２．生活行動に対する認知機能評価・理解システム：認知機能の中で重要である注意機能および遂行機能に着目し，ヒアリングにより得られた精神・神経分野の専門家の知見を参考にして研究を進めた．注意機能評価・理解としては，タスクフローからの確率因果関係モデルから決定されるトップダウン制御と，視覚モデルから決定されるボトムアップ制御の統合モデルとして再構築を行い，生活行動の中の危険イベントに対する評価方式を検討した（研究会1件）．遂行機能評価・理解としては，従来のBADSの評価項目を含む新しい評価体系を実・仮想空間両方で検討した（研究会1件）．
上記内容に至る技術を総括する（招待講演1件）とともに，進めていく中で，能動的ロボット方式と生活環境をロボティックス化する方式を統合した協調的ナビゲーションの仕組みが重要と判断し，実績のあるミュンヘン工科大学Bock教授にヒアリングを行い検討を進めた．
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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
障害起因行動を内包した大規模生活行動認識方式では，行動に関わる非常に多くの生活資源の認識プロセスと身体動作の認識プロセスを統合し，生活空間から効率的に行動認識を行うための基本技術が確立できた．課題となっていた動作認識の精度を向上させることで，生活資源と状態との共起性を活用した認識方式の精度を90%以上まで上げることができる見通しを得た．また，障害行動を受理可能な認識系については確率的因果関係ネットワークによるアプローチにより，障害行動仮説を立て検証していく手法により解決を図ることが可能であり，達成できる見込みである．以上より，研究はおおむね順調に進展している．
生活行動に対する認知機能評価・理解システムでは，一連の生活行動の構造化・体系化を行い，各行動要素から起因するトップダウンの認知プロセスと，知覚反応から起因するボトムアップの認知プロセスを統合した認知行動生成モデルを構築し，そのモデルに基づき障害理解を行うシステムのプロトタイプを構築できた．精神・神経分野の専門家との議論により，実生活空間での認知機能評価・理解と生活仮想空間での認知機能評価・理解とを統合した方式が，リハビリテーションを組織的・計画的に進めることができる知見が得られ，生活行動に対する新しい認知機能評価・理解指標を追求できた．認知機能評価・理解の対象として，注意機能，遂行機能の他に，記憶機能についても，精神・神経分野の専門家との短期記憶モデルとそのトレーニング効果の議論を進める中で，評価・理解システムの知見を得ており，プロトタイプの中に組み込む方針ができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，前半：振り返りによる気づき・やる気の想起手法の確立と後半：生活行動認知・身体的インタラクションとリハビリ支援に予定通り取組む．システム構築・プログラム作成・アルゴリズム検証・実験実施のため，従来の大井氏，池ヶ谷氏・堂土氏・皆本氏に，谷本氏・三原氏（博士前期課程1回生）2名を新しく研究協力者に加え強化を図る．生活環境のロボティックス化による働きかけ方式として引き続き，ミュンヘン工科大学Bock教授のグループに研究協力者として助言をいただく．また，本研究で最も重要な認知機能評価・理解システムの高度化・拡張を図るため，引き続き，精神・神経分野の専門家として，慶應義塾大学医学部精神・神経科の三村教授，田渕講師，斎藤助教，仲地医師，文学部梅田教授（認知神経学）に研究協力者として協力いただく．そのため，年5回程度のヒアリングのための出張経費を研究協力者である博士課程大井氏を含めて計上したい．さらに，認知症患者の生活行動実験の観点から，研究協力者として，千葉労災病院の安田氏（言語聴覚士）にも助言いただく．認知障害者のリハビリテーション実験としては，大阪府立高次脳機能障がい者自立センターに協力をいただく．自立支援課の小山氏，荻野氏，津田氏に協力いただき，実験協力者を募り，センターの自立支援プログラムの一環として実施を行う．なお，今年度後期から予定していた評価実験を，掃除・片付け行動にまず絞って，振り返りによる気づき・やる気の想起を目的とし，6月中旬から開始予定としている．1か月単位（毎週）とし，約10人程度を想定しており，出張経費を賄いたい．片付けを伴う調理行動についても順次進める．他に，実験のための保険費用，料理リハビリ実験のための食材購入も含め，仮想端末装置やウェアラブルセンサ，PC類等，国際会議２件程度（海外），国内研究会・大会6件程度を本研究費で充てたい．
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| Causes of Carryover |
2015年度は，購入予定としていたVR酔いが生じない没入型HMDの製品版の発売が遅れ，購入することができなかった．それに合わせて，制御用PCとしての指定スペックのノートPCも見合わせた．スマートグラス（ウェアラブルセンサ）も指定スペックのものを手に入れることができなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は， VR酔いが生じない没入型HMDの製品版の購入見込みがたったので購入予定である．また，それにあわせて，制御用のノートPC（認識装置として用いる）を購入予定である．スマートグラスについても指定スペックが購入できる見込みがたったので購入予定である．これらは，研究発表の出張経費や評価実験での経費（実験部品，出張経費）を加味した全体額を考慮して，購入の判断を行う．
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