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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a simple measurement system for a quantitative evaluation on walking ability in the elderly

Research Project

Project/Area Number 26350056
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

栗田 耕一  近畿大学, 工学部, 教授 (90455171)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords歩行運動 / 非接触計測 / 静電誘導電流 / 高齢者
Outline of Annual Research Achievements

本研究では高齢者の歩行運動を非接触で検出することにより、安否確認のみならず、従来法では困難だった高齢者の“歩行の質”の評価を行なう技術を確立することを目的としている。我々は、被験者の歩行運動による人体電位変動を、被験者から数メートル離れた位置に設置した電極に誘起される静電誘導電流を検出することにより非接触で歩行運動を検出する技術を開発した。この技術を用いて初年度は、歩行運動による人体電位変動により誘起される静電誘導電流波形を簡便に検出可能な小型システムを試作した。次年度は、試作した装置を用いて被験者の歩行信号計測を行ない、被験者の歩行の質を評価する具体的手法を確立した。最終年度は、システムの有効性の確認と歩行の質の定量化を評価する実証実験を行ない、本システムの運用上の課題を抽出した。その結果以下の成果を得た。
(1)静電誘導電流波形のピーク値は足が離地する際に足裏接地面積の時間微分に比例するため、このピーク値は歩行能力の指標として有効であることを明らかにした。
(2)足に負荷を掛けた模擬歩行試験では、足が離地する際に足裏接地面積の時間微分は小さくなることを明らかにした。さらに、歩行信号波形のスペクトルを求めると、低周波領域に通常歩行運動では現れていなかった新たなピークが出現することが分かった。
(3)歩行周期の「ゆらぎ」についてローレンツプロットやリカレンスプロットを用いて解析することにより、歩行能力の質を評価する際に有効であることが分かった。
(4)リカレンスプロットから導出した特徴量ベクトルを用いることで、歩行運動により誘起された静電誘導電流波形から、被験者の歩行機能の推移や被験者間の歩行機能の差異を明らかにした。
(5)本手法を用いて歩行運動のみならず、寝床中の寝返り動作や椅子への乗り移り等の日常動作を非接触・無装着で検出可能であることを示した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] 高感度静電誘導型センサを用いた着座・退座動作検出技術2017

    • Author(s)
      栗田耕一、服部絋明
    • Organizer
      2017年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-22 – 2017-03-25
  • [Presentation] 超高感度静電誘導を用いた椅子への乗移り動作の検出2017

    • Author(s)
      栗田 耕一、茨木 貴裕、阪東 涼
    • Organizer
      平成29年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県富山市)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [Presentation] 人体動作非接触検出技術を用いた個人固有の特徴の検出2017

    • Author(s)
      栗田耕一
    • Organizer
      シンポジウム「モバイル‘17」
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2017-03-09 – 2017-03-10
  • [Presentation] リカレンスプロットを用いた歩行信号波形の解析2016

    • Author(s)
      武久尚矢、栗田耕一
    • Organizer
      平成28年度(第67回)電気・情報関連学会 中国支部連合大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2016-10-22
  • [Presentation] 前方歩行運動と後方歩行運動の際に誘起される静電誘導電流波形の比較2016

    • Author(s)
      栗田耕一、武久尚矢
    • Organizer
      日本機械学会Life2016
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [Presentation] 後方歩行運動の際に誘起される静電誘導電流波形の計測と解析2016

    • Author(s)
      武久尚矢、栗田耕一
    • Organizer
      平成28年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-08-31 – 2016-09-01
  • [Presentation] 静電誘導を用いた日常動作に現れる個人固有の特徴の可視化2016

    • Author(s)
      栗田耕一、武久尚矢、服部絋明
    • Organizer
      平成28年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • Place of Presentation
      神戸大学(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-08-31 – 2016-09-01
  • [Presentation] Walking Activity Estimation Method by Using Electrostatic Induction2016

    • Author(s)
      Koichi Kurita
    • Organizer
      Joint 8th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 17th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • Place of Presentation
      北星学園大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-08-25 – 2016-08-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Analysis Method Using Recurrence Plot for Walking Signal Generated by Electrostatic Induction2016

    • Author(s)
      Koichi Kurita
    • Organizer
      2016 Global Conference on Engineering and Applied Science (2016 GCEAS)
    • Place of Presentation
      ルネッサンスサッポロホテル(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-21
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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