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重度重複障害児のコミュニケーション獲得性に向けた支援者支援機械学習システムの試作

研究課題

研究課題/領域番号 19K11417
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関香川大学

研究代表者

宮崎 英一  香川大学, 教育学部, 教授 (30253248)

研究分担者 坂井 聡  香川大学, 教育学部, 教授 (90403766)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード障害者支援 / 重度重複障害児 / モーションパターン / ディープラーニング / ICT / 障害者支支援 / 重度重複 / インタフェース / 機械学習 / 画像認識 / マシンビジョン / モーションヒストリー / 不随意運動 / 物体認識 / 重度重複障がい者支援 / ICT / コミュニケーション支援 / モーショントラッキング / オプティカルフロー
研究開始時の研究の概要

従来、2つ以上の障がいを併せ持つ重度重複障がい児とのコミュニケーションは、長年の経験を積んだ支援者においても意図の理解度が不明な場合が多く、経験の浅い支援者ではコミュニケーション確立が困難であった。

そこで従来の人間対人間のコミュニケーションを基礎とし、複数のWEBカメラを同時に用いて撮影された動画から、表情・動作・発声等の非言語的な身体行動パターンに対して機械学習アルゴリズムを応用する事で、意図性判別の助けとなる支援者サポートシステムを提案する。

これは重度重複障がい児自身がコミュニケーション可能性に気づきをもたらし、結果として、障がい児自身が日常生活の質的向上を実現できると期待できる。

研究成果の概要

複数の障害を併せ持つ重度重複障害児とのコミュニケーションは、長年の経験を積んだ支援者でも困難な場合が多い。そこで事前に重度重複障害児とのやり取りをWEBカメラで撮影し、行動パターンからディープラーニングを用いて意思性判別を行うコミュニケーション支援インタフェースを構築した。ディープラーニングを用いる事で判別困難であった特徴量抽出の可能性をもたらし、経験の浅い支援者にも意図性判別の手掛かりを与えた。この周囲の理解が障害児自身の持つコミュニケーション能力の可能性に気づきを与え、これがコミュニケーションを自発的に促し、学校や家庭での日常生活の質的向上の可能性をもたらした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重度重複障害児は、発声や発音に重い障害があり、筆記などの表現手段も利用できないことが多く、周囲に自分の意志や要求の伝達が困難であった。その結果、受動的なコミュニケーションが主となり、根本的なコミュニケショーション能力不足を招いていた。これが重度重複障害児の学習や精神的な発達を妨げており、意思を表出できるコミュニケーション方法の開発が教育現場だけに止まらず、多くの生活の場面において望まれていた。
本研究では意図性判別の支援可能な入力インタフェースを開発し、重度重複障害児に自身が潜在的に持っているコミュニケーション能力に気づきを与え、日常生活において受動的態度から能動的態度を涵養する可能性を導いた。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うちオープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] マシンビジョンを応用した重度重複障害者に向けたインタフェースシステムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      宮崎 英一, 坂井 聡
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 8 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] AIカメラを用いた障害者をサポートする家電制御システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      宮崎 英一, 坂井 聡
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 8 ページ: 57-62

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Teachable MachineとScratchで作る画像認識による IoTシステムの研究2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎 英一, 坂井 聡
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 6 ページ: 49-54

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Google Colaboratoryを用いたAIエッジデバイス 学習モデル構築に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎 英一, 坂井 聡
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 6 ページ: 43-48

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] エッジデバイスを用いた簡易顔認識示システムの試作2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 3 ページ: 63-67

    • NAID

      120007015514

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Google Colaboratoryを用いたディープラーニング 画像認識学習システムの試作2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 3 ページ: 57-61

    • NAID

      120007015515

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 視覚障がい者に向けたディープラーニングを用いた物体提示システムの試作2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一,坂井聡,谷口公彦,佐野将大,近藤創
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 2 ページ: 125-129

    • NAID

      120007015410

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ディープラーニングを用いたモーションヒストリー解析の応用2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一,坂井聡,谷口公彦,佐野将大,近藤創
    • 雑誌名

      香川大学教育学部研究報告

      巻: 2 ページ: 119-123

    • NAID

      120007015411

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Teachable Machine を用いた動作に制限のある障害者に向けたインタフェース の研究.2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第38回四国支部大会(高知大学)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マシンビジョンを用いた障害者用インタフェースの開発.2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第38回四国支部大会(高知大学)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 感情認識でAI を体験するビジュアルプログラミング教材の試作2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第37 回情報分科会(大阪)研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた重度重複障害者の意思性判別に向けたモーションヒストリー解析の研究2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第37 回情報分科会(大阪)研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 感情認識でAI を体験するビジュアルプログラミング教材の試作2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第37 回情報分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた重度重複障害者の意思性判別に向けたモーションヒストリー解析の研究2022

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井 聡
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第37 回情報分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた障害者支援のためのモーションヒストリー解析の研究2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第37回四国支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スクラッチとRaspberry Piを用いたAIで感情認識を体験する小学校プログラミング教材の試作2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第37回四国支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Prototype of Emotional Recognition Material for Elementary School Programming Education Using Scratch and Raspberry Pi to Experience AI2021

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Miyazaki, Satoshi Sakai, Taniguchi Kimihiko, Sano Shodai, Hazime Kondo
    • 学会等名
      International Conference on Technology Education
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モーションヒストリー解析へのディープラーニング解析の試み2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第 36 回 四国支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エッジデバイスを用いた画像認識システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第 36 回 四国支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 障害者のモーションヒストリー解析へのニューラルネットワークの応用2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第63回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ニューラルネットワークを用いた視覚障碍者用物体提示システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一, 坂井聡, 谷口公彦, 佐野将大, 近藤創
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第63回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動機能障がいにおけるスイッチ動作解析手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一,坂井聡,谷口公彦,佐野将大,近藤創
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第62回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動機能障害におけるクリック操作解析の検討2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎英一,坂井聡,谷口公彦,佐野将大,近藤創
    • 学会等名
      一般社団法人 日本産業技術教育学会 第35回四国支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Switch Operation Characteristics using Acceleration Sensor in Exercise Functional Disorder2019

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Miyazaki, Satoshi Sakai, Kimihiko Taniguchi, Shoudai Sano and Hajime Kondo
    • 学会等名
      The 7th National Chiayi University-Kagawa University Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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