2017 Fiscal Year Research-status Report
パラ言語認識と固視微動解析による介護・看護支援の研究
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16K01566
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
山田 光穗 東海大学, 情報通信学部, 教授 (60366086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星野 祐子 東海大学, 情報通信学部, 講師 (80435271)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 口唇動作 / 固視微動 / パラ言語 / 体調評価 / 介護・看護支援 / 発話認識 / 発話トレーニング / 集中度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、口唇動作については基盤研究C課題番号22500112により研究を行った発話認識装置、基盤研究C課題番号25330418で行った発話トレーニング装置の成果を、眼球運動については固視微動を用いたこれまでの覚醒度、集中度の研究成果を発展させ、日々の体調変化を評価できる装置を開発し、患者、被介護者の気分、健康状態を把握し、QOLの向上、介護・看護者の負担軽減に資することのできる装置として実用化をめざすのが目的である。
3年計画で実施し、1年目は患者・被介護者とネットワークを介して対話できる端末と、対話時の口唇動作と眼球運動を取得できる装置を開発する。2年目は、たとえば日々の体調を自己申告させ、簡単な会話を行い、口唇動作履歴の変化・パワースペクトルの変化、固視微動変化の評価指標として注視点の標準偏差の変化等を測定する。3年目はまとめの年であり、顔画像から口唇動作、固視微動を抽出し、体調、疲労度、覚醒度、集中度などを評価するパラ言語による体調評価装置を完成させ、有用性を評価し実用化をめざす。
1年目では、口唇動作については主に星野が担当し、ジャバスクリプトを用いたウェブベースの取得装置を開発した。眼球運動については山田が主に担当し固視微動の取得装置を開発した。これらを用いて長時間の読書を対象とした疲労度の評価実験を行い、口唇動作、固視微動ともに疲労に伴う変化を抽出することができた。
2年目は、1年目に開発した装置の性能改善を図るとともに、日々の体調変化と口唇動作、固視微動の関係について測定し分析した。
3年目はまとめの年であり、パラ言語による体調評価装置を完成させ、有用性を評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2年目の目標である1年目に開発した装置の性能改善と日々の体調変化と口唇動作、固視微動の関係について達成した結果を述べる。
装置の性能改善は、単体で動作する新しい口唇動作取得装置を開発する、クラウドを意識してネットを介して口唇動作を取得する、二つの方法で研究を進めた。前者は山田が担当した。1年目に使用したライセンスが必要なfaceAPIはから、フリーに使用できるIntel RealSenseSDKを使用した。顔全体の特徴点総数は62点から78点、口唇周辺特徴点では16点から20点に増え、より細かな口唇動作を再現できるようになった。後者は星野が担当した。1年目に引き続きJavaScriptのライブラリであるclmtrackrを用い、WebアプリケーションとしてJavaScriptで開発した。本手法は、CPUに依存しないため、インターネット環境があれば、高速なCPUを内蔵できないアプリケーションにも本研究の成果を適用できる。
固視微動取得装置では、1年目に使用したTobii社Eye-Xがサンプリングが60Hzであったた、90Hzで測定できるEyeTracker4Cに変更して開発を続けた。
2年目の目標である日々の体調変化と口唇動作、固視微動の関係について研究成果を述べる。1年目の長時間の読書課題が日頃文章へ接している割合や、興味に依存するため、一桁の計算課題を1時間半行わせて、口唇動作、固視微動と比較のためCFFを取得した。CFF値では全ての被験者において減少する結果となり、精神的な疲労が示された。固視微動の標準偏差は上昇し、計算課題終盤で被験者の視覚的注意のレベル低下が示唆された。口唇動作では特に口唇開口面積で計算課題後に減少傾向を示し，疲労の影響により口の動きが小さくなる傾向が示された。日々の体調変化の一つとして疲労に注目し、口唇動作と固視微動の変化から測定できることを示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目はパラ言語による体調評価装置を完成させ、有用性を評価することを目標とする。口唇動作と固視微動の取得装置を一体化して組み込む装置の開発を行う。
そのために、口唇動作測定プログラム、固視微動測定プログラムの使い勝手の向上を図る。さらに統合した装置のインタフェースを設計し、介護・看護現場において誰もが使えるように一体化した装置に組み込む。この装置を用いて疲労だけで無く日々の体調を測定して、CFF（臨界融合周波数）、NIRS（脳内の酸素消費）、脈波など他の生理指標と比較し、研究提案の有用性を検証する。
その結果を基に、今後、介護・看護現場に役立てるための課題、普及を図る方策についてまとめ、本研究課題を締めくくる。
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| Causes of Carryover |
論文の掲載料等、確定しない支出が見込まれあらかじめ予算を手当てした結果、最終的に次年度使用額が生じた。
最終年度として、これまで得られたデータの整理、学会発表、論文発表等に多くの予算の支出が見込まれるため、次年度助成金と合わせて使用する。
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