2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of physical activity evaluation method using wearable device by voice input
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17K01800
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
難波 秀行 (難波秀行) 日本大学, 理工学部, 准教授 (80559790)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 身体活動 / 音声認識 / 深層学習 / スマートフォン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
身体活動不足は日本人の死因3番目のリスクであるにも関わらず，低下傾向が報告されている．我々はPCやスマートフォンを用いた多人数を対象に精度よく身体活動を測定できるシステムを開発して研究を進めてきた．このシステムの課題の１つとして，自身の行動を振り返り入力することの手間が挙げられた．そこで，本課題では音声入力による行動記録法の開発を試みた．このシステムの開発に成功すれば，より容易に精度よく身体活動を評価することが可能となる．1年目の取り組みとして，音声認識API（アプリケーションプログラミングインターフェース）を導入し，既存の身体活動測定アプリを改良して音声認識機能を加えた行動記録システムの開発に取り組んできた．音声認識を用いた深層学習の仕組みは近年，急速に進んでおりその仕組みを今回，開発するシステムに導入して，入力言語からのテキスト化，さらにはテキスト化から身体活動量への変換アルゴリズムを現在開発中である．我々が開発してきたWebベースの身体活動測定システム利用による入力時間は，約10分弱で24時間の行動記録を収集でき，さらにはインターネットを介して同時一斉に多人数の身体活動量の評価を可能としたが，今回の開発により１日の行動内容を振り返る必要がなく，従来より短時間に24時間の行動記録を残すことが可能となる．さらに従来は15分毎の行動内容を選択するという仕組みであったが，今回の開発により15分未満の細かな行動内容の身体活動を反映することができる．
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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
当初に計画した音声入力による行動記録の読み込みのアプリケーション開発はおおむね順調に進んでいる．スマートフォンインターフェイスにおける音声入力アプリへの最適化や音声認識データの保存方法とデータベースの確認, さらに音声入力アプリを活用したパイロットスタディのシミュレーションを行ってきた．スマートフォンを用いて，音声入力による行動記録の収集ができれば，多くの対象者からのデータ収集が可能となる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目以降には実際のデータを収集し，音声から身体活動への変換アルゴリズムの妥当性を検証し，実働できるシステム作りに取り組む予定である．男女30人の対象者（性，年代，職業などにより層化）を募集し，1週間（連続する7日間）の行動記録を初年度に開発した音声入力アプリケーションを用いて収集し，1週間分の蓄積されたライフログデータを分析する．数千種類の行動内容が蓄積されることが予想されるが，テキストデータマイニング（砂山ら,人工知能学論文誌 2014）を行い，各行動の関連性等について検討し，Sedentary Behavior Research Network 2012の定義に基づき頻出数に応じて座位行動，低強度（立位行動），中強度（歩行程度），高強度に分類し，運動強度とMETs換算表（Ainsworth et al, MSSE 2011）を用いて行動をカテゴリー化する．アプリから収集した音声データから,総エネルギー消費量，活動エネルギー消費量を算出できるアルゴリズムを開発する．自己の音声入力による行動記録から身体活動量，エネルギー消費量を評価する方法はわれわれが知る限り世界初である．
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| Causes of Carryover |
音声認識システムの開発を1年目から2年目にかけてアジャイル法にて実施していることが要因となっている．アジャイル法とはシステム開発の仕様を話し合いで決めていき，流動的にすることにより汎用性を持たせたり，後々のシステム変更をスムーズにする手法である．それにより，システム開発に係る費用が確定していない部分があるため１年目の残額が生じた．1年目の残額は2年目にシステム開発費用として計上する予定である．
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