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運動発育アセスメントAIのための行動識別理論/発達数理モデルの研究と実証

研究課題

研究課題/領域番号 18K11444
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61030:知能情報学関連
研究機関東京電機大学

研究代表者

鈴木 聡  東京電機大学, 未来科学部, 教授 (20328537)

研究分担者 雨宮 由紀枝  日本女子体育大学, 体育学部, 教授 (40366802)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード行動識別 / 粗大運動 / 深層学習 / 運動発育 / 特別支援教育 / 機械学習
研究成果の概要

子どもの身体運動機能アセスメントのための行動識別(Activity Recognition: AR)に関して、粗大運動AR・アセスメントAR・運動発育AIの確立に段階的に取り組み,それら機能のロバスト化〈識別機能の向上〉と運動発育アセスメントのAI化〈評価機能の実現〉を達成した.
具体的成果は,TGMD-3に準じた現地測定の実施とデータベースの整備,AI用データセットの作成支援アプリの完成,各種AR深層学習アルゴリズムの提案,そしてGrad-CAM・VAEを用いた識別理由・不具合動作の可視化用ネットワーク設計法の提示である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の行動識別(AR)では個別に扱われていた「身体動作の識別・評価・分析」をシームレスに行うAR理論とその実践法を示せたことが本成果の学術的意義である.特に身体動作不具合箇所の動画可視化法は,従来ARの課題であった,学習済識別器の"意味解釈の困難"の軽減に寄与した.
社会的意義は,属人的判断に傾倒しがちな子どもの身体発達評価において,掌AIサーバとタブレットアプリによる客観評価ツールの具現化により,利用関係者間の情報共有利便性が向上することと,AR学が運動発達アセスメント体制の礎になり得ることを示せた点である.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 16件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 児童の基本的な動きの質的評価 : 非熟練者による評価の課題2020

    • 著者名/発表者名
      雨宮由紀枝, 佐藤麻衣子
    • 雑誌名

      日本女子体育大学スポーツトレーニングセンター紀要

      巻: 23 ページ: 9-15

    • NAID

      120007153290

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 児童の基本的な動きの質的評価:被熟練者による評価の課題2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤麻衣子,雨宮由紀枝
    • 雑誌名

      スポーツトレーニングセンター紀要

      巻: 23 ページ: 9-16

    • 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] 行動識別を活用した園内見守りシステム2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 聡
    • 雑誌名

      電気学会技術報告書

      巻: 1417 ページ: 10-12

    • NAID

      10031160907

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 4~6歳児を対象とした粗大運動発達テストTGMD-2による評価:パイロットスタディ2019

    • 著者名/発表者名
      雨宮由紀枝,佐藤麻衣子
    • 雑誌名

      日本女子体育大学スポーツトレーニングセンター紀要

      巻: 22 ページ: 1-7

    • NAID

      120006789390

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Skeleton-based visualization of poor body movements in a child's gross-motor assessment using convolutional auto-encoder2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Mechatronics (ICM2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Skeleton-based explainable human activity recognition for child gross-motor assessment2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      The 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON'20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Video analysis and Evaluation of Gross Motor Skills2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Moriyama, Yumi Nakajima, Shunsuke Suzuki, Maiko Sato, Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya
    • 学会等名
      The 2020 Yokohama Sport Conference (YOKOHAMA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Qualitative evaluation offundamental movement at 6-7 years old: Evaluation and practical use of ITsupport tools2020

    • 著者名/発表者名
      Yukie AMEMIYA, Maiko SATO, Shunsuke SUZUKI, Yumi NAKAJIMA,Tsuyoshi MORIYAMA, Satoshi SUZUKI
    • 学会等名
      The 2020 Yokohama Sport Conference (YOKOHAMA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Teaching ball throwing to elementary school first graders using the TGMD-3: Effective use of illustrated task cards based on performance criteria and measurement data2020

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke SUZUKI, Yumi NAKAJIMA, Tsuyoshi MORIYAMA, Maiko SATO,and Satoshi SUZUKI, Yukie AMEMIYA
    • 学会等名
      The 2020 Yokohama Sport Conference (YOKOHAMA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep learning assessment of child gross-motor using TGMD-32020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko
    • 学会等名
      The 2020 Yokohama Sport Conference (YOKOHAMA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deep learning assessment of child gross-motor2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Sato
    • 学会等名
      The 13th IEEE International Conference on Human System Interaction (HSI 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of child gross-motor action recognition by motional time-series images conversion2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Sato
    • 学会等名
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mobile robot tele-operation support using gaze intention estimator with saliency map and outlier test2020

    • 著者名/発表者名
      Reo Arita and Satoshi Suzuki
    • 学会等名
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Data augmentation for gross motor - activity recognition using DCGAN2020

    • 著者名/発表者名
      Hyuga Ono and Satoshi Suzuki
    • 学会等名
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of gross-motor action recognition for children by CNN with OpenPose2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      The 45th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON'19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maneuvering Assistance of Teleoperation Robot Based on Identification of Gaze Movement2019

    • 著者名/発表者名
      Reo Arita and Satoshi Suzuki
    • 学会等名
      Proc. of the 2019 IEEE 17th International Conference on Industrial Informatics (INDIN'19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of gross motor development of Japanese children using IT support2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Amemiya, Satoshi Suzuki, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      13th International Conference on Developmental Coordination Disorder(DCD'19)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動/技能アセスメントのための人間モニタリング2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 聡
    • 学会等名
      2019年電気学会産業応用部門大会, シンポジウム「人間活動/運動のモデリングとその活用例」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DCGANによる粗大運動の時系列画像生成法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      大野 日向,鈴木 聡
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Grad-CAMを用いた粗大運動評価要因の推定2019

    • 著者名/発表者名
      増田 怜,鈴木 聡
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化カルバックライブラによる外れ値検定を活用した幼児の粗大運動評価の細分化2019

    • 著者名/発表者名
      城田 敦志,蟻田 怜勇,鈴木 聡
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Action recognition of child's gross motor with LSTM and OpenPose2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, Yukie Amemiya, and Maiko Sato
    • 学会等名
      IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control (SAMCON2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Assessment of gross motor development of Japanese children using IT support tool2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Amemiya, Satoshi Suzuki, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      13th International Conference on Developmental Coordination Disorder (DCD13)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Support System for Gross Motor Assessment of Preschool Children2018

    • 著者名/発表者名
      Yukie Amemiya, Satoshi Suzuki, and Maiko Satoh
    • 学会等名
      The 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON'18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 身体運動アセスメントのための複数人物推定スケルトンからの特定人物追跡2018

    • 著者名/発表者名
      矢野恵司、鈴木聡
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 1次元畳み込みニューラルネットワークを用いた幼児の行動識別2018

    • 著者名/発表者名
      伊達偉志、鈴木聡
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた子どもの行動識別2018

    • 著者名/発表者名
      伊達偉志、鈴木聡
    • 学会等名
      第15回子ども学会議大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 園内見守りシステムを用いた園児の健康管理および保育士作業支援アプリの開発2018

    • 著者名/発表者名
      織茂稔侑、矢野恵司、鈴木聡
    • 学会等名
      第15回子ども学会議大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 畳み込みニューラルネットワークを用いた身体運動の熟達度推定2018

    • 著者名/発表者名
      矢野恵司、穴久保蔵人、鈴木聡
    • 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
  • [図書] Advanced Human Motion Sensing, in Advanced Sensors for Mechatronics,Mechatronics and Robotics (in press)2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suzuki, et. al.
    • 出版者
      CRC press
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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