| 研究課題/領域番号 |
18K04219
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 木更津工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
沢口 義人 木更津工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (50455119)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 生体計測 / 心拍変動 / 不等間隔時系列 / 状態空間フィルタ / 帯域パワー推定 / 安全管理 / 不等間隔サンプリング / 疲労度 / ウェアラブルシステム / 離散化 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，制御工学分野で広く活用される状態空間法を用いて，不等間隔時系列に対して線形フィルタを適用する手法を提案した．そしてこの手法を，心拍間隔時系列が含む特定帯域パワー和を意味するLFやHF，VHFと呼ばれる心拍変動指標の推定に適用し，従来手法よりも高速に指標を推定できることを示した．さらに，これらの心拍変動指標の比で定義され，身体的疲労度を反映するとされる呼吸反射指標に着目し，この指標を算出しサーバ送信する腕時計型ウェアラブル端末と，ウェブブラウザ上に複数名の指標値を集約表示するウェブアプリにより構成される疲労度提示システムを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の主要な成果である不等間隔時系列に対する線形フィルタの適用法は，状態空間法を用いるオブザーバなどにも応用できる．このため心拍変動解析に限らず，必ずしも一定間隔で測定値が得られるとは限らない系の状態推定や制御に有効と言える．また，本研究の成果を大学や民間企業の共同研究者に提供し，消防隊員や海上保安官などの高負荷活動従事者を対象とした安全管理システムを共同開発している．このシステムの実現により高負荷活動従事者の安全性向上が見込め，このような社会的意義のあるシステムへの応用も，本研究の成果のひとつと言える．
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