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勤労者の心身不調のリスク制御を図る個人適合型IoTシステムの構築と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H00569
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関東京大学

研究代表者

山本 義春  東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (60251427)

研究分担者 北島 剛司  藤田医科大学, 医学部, 教授 (40360234)
吉内 一浩  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (70313153)
中村 亨  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 特任教授(常勤) (80419473)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2022年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2021年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
キーワードMicro-randomized trial / Affective computing / 睡眠安定性 / AIoT / 健康リスクの制御 / IoTデバイス / 心身の不調 / Just-in-Time適応型介入 / Micro-Randomized Trial / 健康のリスク制御
研究開始時の研究の概要

勤労者における日常生活下の健康リスク(心身の不調)に着目し、just-in-timeな介入(必要なものを、必要な時に、必要なだけ行う介入)を大規模に実現するためのIoTクラウドシステムを活用した研究を行う。申請者らが開発してきたIoTクラウドシステムおよび実時間介入技術を用いて大規模実証実験を行い、収集したビッグデータを機械学習等の手法で分析することによって個人に最適な介入手法を導き出し、その最適化された介入手法が症状の改善やコントロールといった健康リスクの制御に役立つかを検討する。

研究成果の概要

就労者における精神衛生上のリスク状態の検知と日常生活下でのリスク制御の実現を目的に研究を行った。日常生活下で計測された感情中立的な発話データを用いて、就労者の気分を推定するAIモデルの開発に着手し、客観的な生体情報のみから気分不調を検出できる可能性が示された。これに加えて、精神衛生上の問題との関係が知られる睡眠の個人内変動に着目することで、睡眠時間の安定化を目的としたMicro-randomized trialを実施した。その結果、睡眠の乱れが顕著である就労者において睡眠時間の安定化効果が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では(1)感情中立的発話データに基づく気分推定技術の開発、および (2)睡眠習慣の安定化を目的としたMicro-randomized trialの実証実験を行った。これらの研究開発は、国際的にも実証例の少ない、あるいは、前人未到の試みであり、不調の検知・制御に関する先駆的な取り組みであったと言える。また、上述の研究成果は全て日常生活下で得られたデータを基盤として得られたものであることから、real-worldでの健康リスクの予兆検知・一次予防の実現可能性を担保するものである。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 9件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] The Voice of the Body: Why AI Should Listen to It and an Archive2023

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Hu Bin、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjoern W.
    • 雑誌名

      Cyborg and Bionic Systems

      巻: 4 ページ: 1-3

    • DOI

      10.34133/cbsystems.0005

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exploring interpretable representations for heart sound abnormality detection2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Zhihua、Qian Kun、Liu Houguang、Hu Bin、Schuller Bjoern W.、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 82 ページ: 104569-104569

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2023.104569

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Effects of Objective Push-Type Sleep Feedback on Habitual Sleep Behavior and Momentary Symptoms in Daily Life: mHealth Intervention Trial Using a Health Care Internet of Things System2022

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Hiroki、Suwa Kaori、Kishi Akifumi、Nakamura Toru、Yoshiuchi Kazuhiro、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      JMIR mHealth and uHealth

      巻: 10 号: 10 ページ: e39150-e39150

    • DOI

      10.2196/39150

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Altered distribution of resting periods of daily locomotor activity in patients with delayed sleep phase disorder2022

    • 著者名/発表者名
      Hirose Marina、Nakamura Toru、Watanabe Akiko、Esaki Yuichi、Koike Shigefumi、Yamamoto Yoshiharu、Iwata Nakao、Kitajima Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychiatry

      巻: 13 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fpsyt.2022.933690

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Psychological Field Versus Physiological Field: From Qualitative Analysis to Quantitative Modeling of the Mental Status2022

    • 著者名/発表者名
      Hu Bin、Qian Kun、Dong Qunxi、Luo Yuejia、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjorn W.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Computational Social Systems

      巻: 9 号: 5 ページ: 1275-1281

    • DOI

      10.1109/tcss.2022.3204144

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Learning Multimodal Representations for Drowsiness Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Koike Tomoya、Nakamura Toru、Schuller Bjorn、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems

      巻: in press 号: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/tits.2021.3105326

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal Sleep Variations and Their Association With Meteorological Factors: A Japanese Population Study Using Large-Scale Body Acceleration Data2021

    • 著者名/発表者名
      Li Li、Nakamura Toru、Hayano Junichiro、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Frontiers in Digital Health

      巻: 3

    • DOI

      10.3389/fdgth.2021.677043

    • 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] Age and gender differences in objective sleep properties using large-scale body acceleration data in a Japanese population2021

    • 著者名/発表者名
      Li Li、Nakamura Toru、Hayano Junichiro、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-89341-x

    • 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] COVID-19 and Computer Audition: An Overview on What Speech & Sound Analysis Could Contribute in the SARS-CoV-2 Corona Crisis2021

    • 著者名/発表者名
      Schuller Bjorn W.、Schuller Dagmar M.、Qian Kun、Liu Juan、Zheng Huaiyuan、Li Xiao
    • 雑誌名

      Frontiers in Digital Health

      巻: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.3389/fdgth.2021.564906

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computer Audition for Fighting the SARS-CoV-2 Corona Crisis ? Introducing the Multi-task Speech Corpus for COVID-192021

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Schmitt Maximilian、Zheng Huaiyuan、Koike Tomoya、Han Jing、Liu Juan、Ji Wei、Duan Junjun、Song Meishu、Yang Zijiang、Ren Zhao、Liu Shuo、Zhang Zixing、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjorn W.
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: - 号: 21 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/jiot.2021.3067605

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Can Machine Learning Assist Locating the Excitation of Snore Sound? A Review2021

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Janott Christoph、Schmitt Maximilian、Zhang Zixing、Heiser Clemens、Hemmert Werner、Yamamoto Yoshiharu、Schuller Bjorn W.
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics

      巻: 25 号: 4 ページ: 1233-1246

    • DOI

      10.1109/jbhi.2020.3012666

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Artificial Intelligence Internet of Things for the Elderly: From Assisted Living to Health-Care Monitoring.2021

    • 著者名/発表者名
      Kun Qian, Zixing Zhang, Yoshiharu Yamamoto, and Bjorn W. Schuller.
    • 雑誌名

      IEEE Signal Processing Magazine

      巻: 38

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Can Appliances Understand the Behaviour of Elderly via Machine Learning? A Feasibility Study2020

    • 著者名/発表者名
      Qian Kun、Koike Tomoya、Yoshiuchi Kazuhiro、Schuller Bjorn W.、Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: - 号: 10 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/jiot.2020.3045009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Learning optimal time-frequency representations for heart sound: A comparative study.2023

    • 著者名/発表者名
      Wang, Z., Z. Bao, K. Qian, B. Hu, B. W. Schuller, and Y. Yamamoto.
    • 学会等名
      Proceedings of the 9th Conference on Sound and Music Technology, Springer Nature Singapore, pp. 93-104, 2023.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A federated learning paradigm for heart sound classification.2022

    • 著者名/発表者名
      Qiu, W., K. Qian, Z. Wang, Y. Chang, Z. Bao, B. Hu, B. W. Schuller, and Y. Yamamoto.
    • 学会等名
      Proceedings of 44th Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2022), pp. 1045-1048, 2022.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heart sound classification based on residual shrinkage networks.2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu, L., K. Qian, Z. Wang, B. Hu, Y. Yamamoto, and B. W. Schuller.
    • 学会等名
      Proceedings of 44th Annual International Conference of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2022), pp. 4469-4472, 2022.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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