2017 Fiscal Year Research-status Report
A Study on Active Interaction Systems for Elderly People Using Sensor Network
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17K00746
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
渋沢 進 茨城大学, 工学部, 名誉教授 (20110398)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高齢者の動作と状態の推定 / 環境センサ / 装着センサ / 深度画像センサ / 複数センサのデータ処理 / 心拍数 / 加速度 / 介護予防 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、複数の種類のセンサと入力機器より構成されるセンサネットワークを用いて、高齢者の動作を検出し、状態を推定し、出力機器を通して高齢者に働きかけるアクティブインタラクションシステムを開発するとともに、その基礎となる先進的ユビキタスネットワークの基盤技術を開拓することを目的としている。平成29年度は、これまで作成した深度画像センサを用いた高齢者の体操支援システムを発展させるとともに、複数の種類のセンサデータの収集と統合、保存、及び高齢者への働きかけを行うプロトタイプを作成することを目標とした。
その結果、平成29年度は、深度画像センサを用いた拮抗体操支援システムの結果の整理、環境センサと装着センサの導入とセンサデータの収集、複数センサからのデータ収集を行った。深度画像センサを用いた拮抗体操支援システムに関しては、前年度までにKinect深度画像センサを用いて、左右の上下肢で異なる動作を行う拮抗体操を支援するシステムを開発し、高齢者による評価実験を実施したので、平成29年度はその結果を整理し、2編の研究論文発表を行った。
環境センサの導入とデータ収集に関しては、7種類の環境情報を取得できる環境センサ 2JCIE-BL01と小型コンピュータRaspberry Piを導入し、両デバイスのシステム設定を行い、Bluetoothを通して環境センサの取得したデータを小型コンピュータで受信し格納した。装着センサの導入とデータ収集に関しては、Android Wear OSで動作し7種類の情報を取得できるスマートウォッチPolar M600を導入し、BluetoothとWi-Fiを用いて、Androidタブレットを経由して、装着センサの取得したデータをPCで受信した。さらに、装着センサと深度画像センサによる人の動作情報を同一PCで収集した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
（１）ユビキタスネットワークの基盤研究
テーブルトップシステムは、小会議やグループワーク、トレーニングなどにおいて、複数ユーザが協調的に関与するシステムである。これまで、赤外線画像認識によってユーザ位置を識別するテーブルトップシステムを開発してきた。平成29年度に、テーブルトップシステムの関連研究を調査した。今後、この研究の新規性と意義を明確にして、研究成果を総合的に整理することが課題である。
（２）高齢者のインタラクションシステムの基礎的研究
平成29年度に、環境センサとスマートウォッチを導入し、センサデータをPCで受信した。また、スマートウォッチと深度画像センサによる人の動作情報を同一PCで受信した。今後、複数の種類のセンサデータの同期とデータの整合性が課題である。センサデータの処理方式の基礎的・実際的研究における課題が明確になり、有効な処理方式を用いた高齢者の日常基本動作の検出が必要である。
（３）高齢者のアクティブインタラクションシステムの開発と実験
高齢者が身に付けている装着センサと居住環境内に設置された視覚・音声・環境センサは、高齢者からの働きかけに応じて、高齢者とインタラクションを形成する。本研究は、センサデータから高齢者の動作と状態を推定し、出力機器を通して高齢者にアクティブに働きかけることを目指している。平成29年度の目標の一部は、「各センサデータと高齢者からの働きかけから、高齢者の動作と状態の推定」「推定結果を基にした高齢者への出力機器による応答と働きかけ」であった。インタラクションシステムの基礎的研究から、センサデータの処理方式の基礎的・実際的研究に関する課題が明確になり、高齢者のアクティブインタラクションシステムの開発と実験は今後の課題である。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）ユビキタスネットワークの基盤研究： ユーザ位置を識別するテーブルトップシステムに関する研究に対して、結果を総合的に整理し、研究論文発表を目指す。
（２）高齢者のインタラクションシステムの基礎的研究
深度センサが取得した体操者の関節位置と関節距離から、体操者の動作と状態を推定する仕組みと利用者への応答の仕組みの定式化を検討する。また、環境・視覚・装着の複数のセンサのデータ処理に関する基礎的・実際的研究を発展させる。 (a)複数のセンサからなるセンサネットワークの構築とデータ収集 (b)複数の種類のセンサデータの処理方式に関する基礎的・実際的研究：センサデータの同期、整合性、取捨選択、保存 (c)センサデータから人の動作を推定する方法に関する基礎的・実際的研究：データの重み付け、人の動作と状態の推定 (d)センサデータから人へのインタラクションを決定する方法に関する基礎的・実際的研究：インタラクションの選択、提示
（３）高齢者のアクティブインタラクションシステムの開発と実験
高齢者が身に付けている装着センサと居住環境内に設置された視覚・音声・環境センサは、高齢者からの働きかけに応じて、高齢者とインタラクションを形成する。本研究は、センサデータから高齢者の動作と状態を推定し、出力機器を通して高齢者にアクティブに働きかけることを目指している。複数の種類のセンサデータの処理方式の基礎的・実際的研究に関する課題の研究を実施して、高齢者のアクティブインタラクションシステムの開発を検討する。
平成30年度は、本研究を達成するために他の研究者との共同研究を検討する。また、複数のアプローチを検討し、研究スケジュールを見直し、他の研究者への研究協力の要請を検討しながら研究を進める。
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| Causes of Carryover |
平成29年度は、研究論文掲載料や論文校閲等のその他の費用がかかったが、物品費・旅費を抑制したため、少額の次年度使用額が発生した。平成30年度は、旅費や研究論文掲載料、論文校閲等の費用がかかる予定であり、配分予定の当初予算と合わせて、その支出に充てる計画である。
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