2018 Fiscal Year Research-status Report
健康寿命伸長のための人工知能を利用したバランストレーニング機器開発に関する研究
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18K11005
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| Research Institution | Kyoto Sangyo University |
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Principal Investigator |
高梨 泰彦 京都産業大学, 現代社会学部, 教授 (60216679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小室 輝明 京都産業大学, 現代社会学部, 助教 (50802146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 動作解析 / バランス運動 / 人工知能 / 健康寿命伸長 / 転倒予防 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は申請書提出時に記述した以下の3分野からなっている。すなわち，①新バランストレーニングマシンによるトレーニング方法の検討と評価 ②簡易モーションキャプチャシステムを使ったバランストレーニングのリアルタイムによる三次元バランスコントロール動作の取得と視覚的フィードバック方法の検討 ③動画を利用した人工知能リアルタイム三次元動作評価システムの構築 の3分野である。実際には当初の予定とは異なり，研究目的に変更をともないつつ以下ように研究を進めた。
研究目的①について：トレーニング方法とその効果を検討するためには，新バランスボード上でのバランス能力測定についての評価指標の作成が必要であると判断し，研究目的と研究の方向性を変更した。すなわち「新バランストレーニングマシンによるトレーニング方法の検討」から，「新バランストレーニングマシンによるバランス能力評価方法の検討」に目的を変更した。2018年度前半においてプレ実験によってバランス評価方法とその提示方法を検討し，バランス能力測定手順とその結果のフィードバック方法を決定した。同時に300名以上にわたる被験者を対象に，新バランスボードを使用した場合のバランス能力を測定し，評価システムを（株）ミカサとともに検討し開発した。現在なお改良とともに測定システムの全体像を検討中である。
研究目的②については，当初の予定通り簡易モーションキャプチャシステムによるバランス動作のリアルタイム3次元バランスコントロール動作の取得を実施し，実際にコントロール動作の取得が可能であることを確認した。
研究目的③については，研究目的②で取得したバランス動作について，目がまわっている場合とまわっていない場合について，人工知能（AI）に学習させ，自動判別が可能になることを確認し，本システムについて日本体力医学会第73回学会大会で発表した。
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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
前述した通り，上記研究目的①については，「新バランストレーニングマシンによるトレーニング方法の検討」から，「新バランストレーニングマシンによるバランス測定の評価方法の検討」に目的を変更した。理由は以下の2点による。①トレーニング処方及びトレーニング成果を確認する上で，新バランストレーニングマシンを使用した場合のバランス能力に関する評価指標が必要であること，②当初予定していた施設等でのバランス能力の検証が難しい状況になったこと（施設整備の遅れや役割の変更など）
研究目的の変更に伴い，研究目的①については進捗状況の評価は難しいが，３年計画の１年目であることを考慮するとほぼ順調といってよいと考えられる。また研究目的②③についても，当初の想定していた通りの測定が進み，順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
新バランストレーニングマシンの測定評価システムがほぼ完成したことから，さらにバランス動作そのものを検証し，バランス動作中の各種エビデンスを取得していくことが今後の課題となる。特に新バランストレーニングマシンによる評価指標と，従来から測定されているバランス指標との比較，健康寿命伸長のための転倒予防との関連，新バランストレーニングマシン上でのバランスコントロール中における下肢筋群の筋活動の評価，それに伴うトレーニング効果の可能性などの検討が中心課題となる。また簡易モーションキャプチャシステムの３次元座標の評価（VICONシステムとの比較），動画を利用した人工知能による動作評価も，今年度の結果をもとに引き続き取り組んでいく予定である。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた物品は，①ノートパソコン，②三次元動作解析カメラ用三脚12台，③3次元簡易型モーションキャプチャーソフト であったが，以下の理由で減額および次年度に支出することに変更した。
①：従来からのノートパソコンをそのまま使用しても本年度の実験にあたって十分な性能が確保できることがわかり，次年度に実験室据え置き型のさらにハイスペックなデスクトップ型パソコンを購入することに変更した。②：別途別予算で6台の三脚を購入することができ，本年度の実験においては6台の三脚で可能な実験であったために，残り6台を次年度に手配することにした。③：当初購入予定であったソフトと同レベルでハイスペックの別メーカーの機器（ソフト付き）に変更し，使用予定額よりも安価な物品に切り替えた。
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