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高齢者の歩行能力低下を見える化するアンビエントな非接触センシングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K01595
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関近畿大学

研究代表者

栗田 耕一  近畿大学, 工学部, 教授 (90455171)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード歩行運動 / 非接触計測 / 静電誘導電流 / 高齢者 / 日常動作 / センサネットワーク / 運動機能モニタリング
研究成果の概要

本研究は高齢者の歩行能力や運動機能低下を「見える化」する手法として、超高感度静電誘導電流検出技術を用い、被験者に一切装置を装着することなくアンビエントに人体動作を検出し高齢者の生活支援を実現するシステムを確立することを目的として実施した。本研究では、歩行信号波形をウェーブレット変換によりスカログラムに変換し、畳み込みニューラルネットワークを用いた深層学習により歩行能力の識別を試みた。その結果、約90%の精度で歩行の不自由の程度を識別可能であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、超高感度静電誘導電流を検出することにより非接触で被験者の歩行能力を推定するという学術的意義がある。また、本研究で着目した歩行信号検出技術を用いることにより、被験者の歩行能力を定量評価することが可能となり、自立歩行能力の維持・改善に役立つと考えている。研究を実施した結果、深層学習による歩行機能識別データを高齢者自身に可視化することが可能である。また、高齢者のQOLの維持・向上に繋がるため高齢化社会へのソリューションのひとつとして社会的意義がある。さらに、本技術はリハビリ支援やセキュリティ等の分野への波及効果も期待できる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Detection Technique of Individual Characteristic Appearing in Walking Motion2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita, Syota Morinaga
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 139226-139235

    • DOI

      10.1109/access.2019.2943495

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Noncontact Detection of Movements of Standing up from and Sitting Down on a Chair Using Electrostatic Induction2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita, Syota Morinaga
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 19(19) 号: 19 ページ: 8934-8939

    • DOI

      10.1109/jsen.2019.2921379

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Individual Feature Amount Appearing in Daily Performance based on Electrostatic Induction2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 雑誌名

      Journal of Information and Communication Engineering

      巻: 4(1) ページ: 211-216

    • NAID

      40022467747

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一
    • 雑誌名

      モバイル学会誌

      巻: 7 ページ: 37-41

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 静電誘導センサと深層学習による入室動作識別技術2020

    • 著者名/発表者名
      松本 洸太, 栗田耕一
    • 学会等名
      2020年度(第71回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Novel Walking Ability Classification Technique Using Ultra-Sensitive Electrostatic Induction Sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      ICNSE International Congress on Natural Sciences and Engineering 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた部屋の入室動作信号による個人識別技術2019

    • 著者名/発表者名
      松本洸太, 栗田耕一
    • 学会等名
      第28回計測自動制御学会中国支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非接触歩行動作計測技術を用いた歩行動作の不自由度の識別技術2019

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行動作中の人体電位の非接触計測技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      大下耕平, 久保田宇大, 栗田耕一
    • 学会等名
      2019年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 不自由歩行動作で誘起された静電誘導電流を用いた深層学習による識別技術2019

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一
    • 学会等名
      2019年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification Technique of Walking Motion in Daily Performance based on Ultra High-Sensitive Electrostatic Induction2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      2019 Asian Conference on Engineering and Natural Science (2019ACENS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity Evaluation Technique of Human Body Motion Such as Walking Motion based on Ultra High-Sensitive Electrostatic Induction2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      The 6th Annual Conference on Engineering and Information Technology (ACEAIT 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-Contact Measurement Technique of Individual Motions Appearing in Daily activity2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      Global Engineering and Applied Science Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Person Identification by Deep Learning using Walking Signals Detected by Ultra-sensitive Electrostatic Induction technique2018

    • 著者名/発表者名
      Syota Morinaga, Koichi Kurita
    • 学会等名
      Joint 10th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems in conjunction with Intelligent Systems Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静電誘導を用いた日常動作に現れる個人固有の特徴の非接触検出技術2018

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム計測部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体動作により検出された静電誘導電流波形を用いた個人識別技術2018

    • 著者名/発表者名
      本間慶裕、森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム計測部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電誘導を用いた日常動作中の人体電位の非接触計測技術2018

    • 著者名/発表者名
      大下耕平、森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      第35回センシングフォーラム計測部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度静電誘導を用いた手の動作の非接触検出技術2018

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成30年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度静電誘導を用いたアンビエントな不審者検出技術2018

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一、森永将太
    • 学会等名
      平成30年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 椅子の乗り移り時に誘起される静電誘導電流波形の検出と解析2018

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成30年度(第69回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度静電誘導を用いた非接触人体電位計測技術2018

    • 著者名/発表者名
      大下耕平、森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成30年度(第69回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 層学習を用いた歩行動作の個人識別技術2018

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一, 森永将太
    • 学会等名
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 歩行動作で誘起される静電誘導波形を用いた機械学習による歩行動作評価技術2018

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一, 森永将太
    • 学会等名
      第27回計測自動制御学会中国支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度静電誘導電流検出技術を用いた人体動作の検出技術とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超高感度静電誘導型センサで検出した歩行信号のリカレンス解析2018

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] New Estimation Method for Daily Performance based on Ambient Sensing Technology2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      The 5th Annual Conference on Engineering and Information Technology (ACEAIT 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日常動作により誘起される静電誘導電流に現れる個人固有の特徴2017

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成29年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 部屋の入退室動作により誘起される静電誘導電流波形の解析2017

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      平成29年度 (第68回) 電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体動作で誘起される微弱静電誘導電流の計測技術とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      栗田耕一
    • 学会等名
      電気学会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion Identification Technique in Daily Performance based on Ultra High-Sensitive Electrostatic Induction2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      2017 The Annual Conference on Engineering and Applied Science (2017 ACEAT)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Individual Feature Amount Appearing in Daily Performance based on Electrostatic Induction2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kurita
    • 学会等名
      International Conference on Intelligent Informatics and Bio Medical Sciences (ICIIBMS 2017) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイク乗車・降車動作により誘起される静電誘導電流の解析2017

    • 著者名/発表者名
      森永将太、栗田耕一
    • 学会等名
      第19回IEEE広島支部学生シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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