Development of foundation for motion support and frailty level estimation based on brain and physical activity information
| Project/Area Number |
18J10752
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Intelligent robotics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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| Research Fellow |
内山 瑛美子 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 躓き転倒リスク / 高齢者計測 / 奥行知覚 / データマイニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では行動支援として，日常生活の動作から心身の機能低下(虚弱)とそれに伴う転倒の危険性をはらんだ動作を判断するシステムの実現を目的とする．本年度は移動動作に着目し，移動動作における躓き転倒と高齢者の奥行知覚の変化との関係を明らかにすることを主眼に置いて研究を行った．今年度は主に4つの内容について明らかにした．
(1) 高齢者が進路上の障害物を認識していながら転倒・骨折に至る事例の多さから，(a)奥行知覚に基づく障害物の定位能力，(b)定位した障害物への回避動作計画能力の片方あるいは双方の低下が躓き転倒を招くと考え，数歩離れた先に置かれたボールに対する足での接近動作データを解析し，ボールに対して遠い位置から足を近づけようとする高齢者がいることを明らかにした．
(2) 錯視の程度によって奥行知覚能力を定量的に計算するモデルを提案し，錯視の起き方の程度が大きい高齢者は(1)の結果でも遠い位置からボールに足を近づけていることを明らかにした．
(3) 転倒による大腿骨近位部入院患者・地域在住高齢者・若年者に対して身体機能に関する質問紙調査を実施し，地域在住高齢者に対して(2)のモデルを用いて推定された奥行知覚能力と実際の転倒リスクを対応づけた．身体機能的に躓きリスクが高いと推定される地域在住高齢者6名のうち4名は(2)の錯視の起き方が異常である(若年者よりも小さい・大きい)ことがわかった．
(4) 大規模・統計的なデータと小規模・詳細なデータから共通の特徴を抽出できるような理論の提案を行った．
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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
当初計画では把持動作及び移動動作に着目し，把持動作中の脳活動情報と移動動作に関する身体・脳活動情報を活用した基盤技術の開発を目的としていた．しかし移動動作に関する研究で想定を上回る成果が得られたことから，本年度は移動動作に関する研究に集中した．行った内容とその結果は下記の通り．
(1)本研究では(a)奥行知覚に基づく障害物の定位能力，(b)定位した障害物への回避動作計画能力の片方あるいは双方の低下が躓き転倒を招くと考え，数歩先に置かれたボールへ足を近づける課題を実施した際の身体運動情報を解析した．他の高齢者と比較しても統計的に有意に遠い位置からボールに対して足を置こうと遊脚を離地させる高齢者は物体を手前に定位している可能性があることが示唆された．
(2) 簡易で運動を伴わない計測によって奥行知覚能力による物体の定位を定量的に示すために，サイズに関する錯視を活用し，擬似的な3次元空間の中での物体定位を画像上での錯視の程度から推定するモデルを提案した．錯視が大きく起こる人ほどボールに近づく際に遠くから足を上げていることがわかった．
(3) 身体機能に関する質問紙調査の回答パタンを定量化することによって躓き転倒のリスクを識別する識別器を構築した．リスクが高い・高リスクに近い領域に分類される6名中4名は錯視の起き方が若年者よりも小さい/大きい高齢者であった．また過去2年内の転倒歴を報告した健常な地域在住高齢者は全員が躓き転倒のリスクが高い・高リスクに近い領域に分類されることがわかった．
(4)大規模・統計的なデータセットと小規模・詳細なデータセットという異種のデータセットに対して身体-認知機能の虚弱を定量的に評価するための手法を提案した．提案手法によりビッグデータから望ましい特徴を抽出し，異種データセット間で比較することが可能になると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画では把持動作及び移動動作に着目し，把持動作中の脳活動情報と移動動作に関する身体・脳活動情報を活用した基盤技術の開発を目的としていた．しかし移動動作に関する研究で想定を上回る成果が得られたことから，本年度は移動動作に関する研究に集中した．行った内容とその結果は下記の通り．
(1)本研究では(a)奥行知覚に基づく障害物の定位能力，(b)定位した障害物への回避動作計画能力の片方あるいは双方の低下が躓き転倒を招くと考え，数歩先に置かれたボールへ足を近づける課題を実施した際の身体運動情報を解析した．他の高齢者と比較しても統計的に有意に遠い位置からボールに対して足を置こうと遊脚を離地させる高齢者は物体を手前に定位している可能性があることが示唆された．
(2) 簡易で運動を伴わない計測によって奥行知覚能力による物体の定位を定量的に示すために，サイズに関する錯視を活用し，擬似的な3次元空間の中での物体定位を画像上での錯視の程度から推定するモデルを提案した．錯視が大きく起こる人ほどボールに近づく際に遠くから足を上げていることがわかった．
(3) 身体機能に関する質問紙調査の回答パタンを定量化することによって躓き転倒のリスクを識別する識別器を構築した．リスクが高い・高リスクに近い領域に分類される6名中4名は錯視の起き方が若年者よりも小さい/大きい高齢者であった．また過去2年内の転倒歴を報告した健常な地域在住高齢者は全員が躓き転倒のリスクが高い・高リスクに近い領域に分類されることがわかった．
(4)大規模・統計的なデータセットと小規模・詳細なデータセットという異種のデータセットに対して身体-認知機能の虚弱を定量的に評価するための手法を提案した．提案手法によりビッグデータから望ましい特徴を抽出し，異種データセット間で比較することが可能になると考えられる．
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
