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低コストで使い捨てが可能な歩行計測用スマートインソールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K22810
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関神戸大学

研究代表者

福田 博也  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (90294256)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード歩行リハビリテーション / 歩行計測 / スマートインソール / リハビリテーション / 健康科学 / スポーツ科学 / 人間生活領域
研究開始時の研究の概要

■研究の目的:「歩き方」や「走り方」を評価するために,市販の安価なセンサと他の材料を組み合わせて,足底荷重分布と足圧中心軌跡,足部アーチの動的変化を携帯端末でリアルタイム計測できる,低コストで使い捨てが可能な歩行計測用機器を開発する。
■研究の意義:「高価で,高性能な」部品と特殊な加工技術を用いる精密機器開発における従来の発想を転換させ,誰でも入手できる「安価で,低精度な」部品を用いて,これまでと同等以上の性能をもつ歩行計測用機器の開発に挑戦する。研究成果は,スポーツ指導,転倒メカニズムの解明,下肢機能の評価,術前・術後の比較分析を行う場面で貢献し,歩行分析の発展に学術的・社会的意義をもたらす。

研究成果の概要

歩行中の床反力と足圧中心軌跡の動的変化が携帯端末においてリアルタイムで確認できる,低コストで使い捨てが可能な歩行計測用スマートインソールの開発に取り組んだ。その中で,床反力と足圧中心軌跡の動的変化を計測するためのフィルム状3軸フォースセンサを安価なセンサと他の材料を組み合わせて実現した。評価用の実験装置を構築することにより,その基本性能を明らかにした。さらに,使用場面を想定した形で被験者実験を行い,日常的に「歩き方」を評価するための精度を有していることを確認した。開発した歩行計測用スマートインソールは,スポーツ指導の現場での利用や歩行リハビリテーションでの下肢機能の評価を行う場面で利用できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果は,日常的に「歩き方」や「走り方」を把握することは勿論のこと,スポーツ指導の現場での利用,歩行リハビリテーションでの下肢機能の評価,術前・術後の比較分析を行う場面で貢献する。さらに,本研究で開発した歩行計測用スマートインソールの有用性を,方向転換,段差歩行など日常的に起こり得る突発的な動作や,高齢者や障害者で確認できれば,躓き・転倒メカニズムの解析や身体的弱者のための生活空間や住宅設計にも貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019

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 (1件)

  • [雑誌論文] 多層化された超平面による非線形判別2021

    • 著者名/発表者名
      武川 公, 原岡 剛一, 長井 聡, 福田 博也
    • 雑誌名

      電子電子情報通信学会論文誌A 基礎・境界

      巻: J104-A 号: 1 ページ: 1-2

    • DOI

      10.14923/transfunj.2020JAL2014

    • ISSN
      1881-0195
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of Layers and Neurons in Deep Learning With the Rectified Linear Unit2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Takekawa, Masayuki Kajiura, Hiroya Fukuda
    • 雑誌名

      Cureus Journal of Medical Science

      巻: 13(10)

    • DOI

      10.7759/cureus.18866

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 超平面を用いたDeep Learning情報処理過程の解析とシグナルフロー線図による表現2020

    • 著者名/発表者名
      武川 公, 原岡 剛一, 長井 聡, 福田 博也
    • 雑誌名

      神戸大学大学院人間発達環境学研究科研究紀要

      巻: 14 ページ: 139-141

    • NAID

      120006894022

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 圧力センサを用いた嚥下動作の検出2019

    • 著者名/発表者名
      高松 優子,福田 博也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 139 号: 4 ページ: 85-86

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.139.85

    • NAID

      130007621909

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2019-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 圧力センサを用いた嚥下動作の検出2019

    • 著者名/発表者名
      高松 優子,白杉(片岡) 直子,福田 博也
    • 学会等名
      日本調理科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2023-01-30  

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