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ディープラーニングを活用した単一の慣性センサによる競泳パフォーマンス定量化手法

研究課題

研究課題/領域番号 17K13179
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 スポーツ科学
研究機関東京工業高等専門学校

研究代表者

大前 佑斗  東京工業高等専門学校, 電気工学科, 助教 (00781874)

研究協力者 高橋 弘毅  
小林 幹京  
酒井 一樹  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードスポーツ工学 / 機械学習 / 深層学習 / 競泳 / スポーツ / ディープラーニング / 人工知能 / 慣性センサ / アルゴリズム
研究成果の概要

本研究では、競技者の腰部に装着された単一の慣性センサとディープラーニングにより、競泳のパフォーマンスを定量化する手法の考案およびそれを組み込んだシステムを開発した。本システムは、競泳の慣性センサデータを入力すると、泳法を自動判別し、一回一回のストロークとターンが開始・終了されたタイミングを自動検出するアルゴリズムが組み込まれている。これは、ランダムフォレスト法とディープラーニングにより実現されている。結果として競技者は、1回1回のストロークやターンに要した時間を、高精度で認識することが可能となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの一般的なトレーニング現場では、1回1回のストローク(1回目は1.2sec, 2回目は1.3secなど)のパフォーマンスを競技終了後即座に知ることは困難であった。しかし、本研究で開発されたシステムにより、競技者はこれを競技終了後即座に知ることが可能となる。これにより、自らの動作のどこが悪かったのか、知る機会を得ることができるため、パフォーマンス向上に寄与すると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書

研究成果

(17件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 単一慣性センサとアンサンブル学習を活用した競泳中のターン区間推定2019

    • 著者名/発表者名
      小林幹京, 大前佑斗, 酒井一樹, 秋月拓磨, 塩野谷明, 高橋弘毅
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 31 号: 1 ページ: 597-602

    • DOI

      10.3156/jsoft.31.1_597

    • NAID

      130007594758

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2019-02-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Consideration of Human Motion's Individual Differences-Based Feature Space Evaluation Function for Anomaly Detection2019

    • 著者名/発表者名
      Masaya Mori, Yuto Omae, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 15 号: 02 ページ: 783

    • DOI

      10.24507/ijicic.15.02.783

    • ISSN
      1349-4198
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Novel Deep Learning Optimization Algorithm for Human Motions Anomaly Detection2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Masaya Mori, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 15 号: 01 ページ: 199

    • DOI

      10.24507/ijicic.15.01.199

    • ISSN
      1349-4198
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Swimming Motion Classification for Coaching System by Using a Sensor Device2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi, Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai, Nobuo Ezaki, Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 09 号: 03 ページ: 209

    • DOI

      10.24507/icicelb.09.03.209

    • NAID

      40021546653

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feature Selection Algorithm Considering Trial and Individual Differences for Machine Learning of Human Activity Recognition2017

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 21 号: 5 ページ: 813-824

    • DOI

      10.20965/jaciii.2017.p0813

    • NAID

      130007520105

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2017-09-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Swimming Style Classification Based on Ensemble Learning and Adaptive Feature Value by Using Inertial Measurement Unit2017

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Yoshihisa Kon, Masahiro Kobayashi, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi, Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai, Nobuo Ezaki, Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 21 号: 4 ページ: 616-631

    • DOI

      10.20965/jaciii.2017.p0616

    • NAID

      130007520109

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2017-07-20
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Estimation Method of Turn Section by Ensemble Learning for Swimming Motion Coaching System2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Kazuki Sakai, Takuma Akiduki, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      The 7th International GIGAKU Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Deep Learning Optimization Algorithm for Human Motions Anomaly Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Masaya Mori, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Consideration of Human Motion's Individual Differences-based Feature Space Evaluation Function for Anomaly Detection2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Mori, Yuto Omae, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一慣性センサとアンサンブル学習を活用したターン区間の推定2018

    • 著者名/発表者名
      小林幹京, 大前佑斗, 酒井一樹, 秋月拓磨, 塩野谷明, 高橋弘毅
    • 学会等名
      第34回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 身体動作の異常値検知問題におけるCHI-FS評価関数の信頼性の検証2018

    • 著者名/発表者名
      森雅也, 秋月拓磨, 高橋弘毅, 大前佑斗
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳込みニューラルネットワークと慣性センサによる運動支援システムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      森雅也, 大前佑斗
    • 学会等名
      情報処理学会第80回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Machine Learning-Based Collaborative Learning Optimizer toward Intelligent CSCL System2017

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Tatsuro Furuya, Kazutaka Mizukoshi, Takayuki Oshima, Norihisa Sakakibara, Yoshiaki Mizuochi, Kazuhiro Yatsushiro, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Swimming Motion Classification for Coaching System by Using a Sensor Device2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kobayashi, Yuto Omae, Kazuki Sakai, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi Takuma Akiduki, Kazufumi Nakai, Nobuo Ezaki, Yoshihisa Sakurai, Chikara Miyaji
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習と慣性センサを活用した個別ストローク動作開始タイミングの推定手法2017

    • 著者名/発表者名
      大前佑斗, 小林幹京, 酒井一樹, 塩野谷明, 高橋弘毅, 宮地力, 櫻井義久, 中井一文, 江崎修央, 秋月拓磨
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(パターン認識・メディア理解研究会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 身体動作の個人差に対してロバストな特徴量空間評価関数の提案2017

    • 著者名/発表者名
      森 雅也, 秋月 拓磨, 高橋 弘毅, 大前 佑斗
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(パターン認識・メディア理解研究会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] The Science of Swimming and Aquatic Activities, Chapter 17. Human Activity Analysis on Swimming Based on Machine Learning, Signal Processing and Inertial Measurement Unit2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Hirotaka Takahashi
    • 総ページ数
      33
    • 出版者
      Nova Science Pub Inc
    • ISBN
      9781536140286
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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