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働く高齢者の安全向上と支援のための環境生体データ科学の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K20659
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 超高齢社会研究
研究機関大阪大学

研究代表者

清野 健  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (40434071)

研究分担者 金子 美樹  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (10795735)
重松 大輝  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (50775765)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード労働環境衛生 / ウェアラブル生体センサ / 生体データ科学 / 生体情報解析 / 労働安全衛生 / ウェアラブル心拍計 / フレイル / ウェアラブルセンサ / 心拍数 / 高年齢労働者 / リスクアセスメント / サイバーフィジカルシステム
研究開始時の研究の概要

高齢労働者の労働環境衛生および健康に関する問題の発見と改善を実現するため,ここでは、環境生体データ科学の方法論を確立する.我々のアプローチでは,個別の職場ごとに環境情報と労働者の生体情報をウェアラブルセンサやIoTセンサを用いて取得し,実際の職場で計測されたデータを読み解くことで,職場環境のリスクを評価する.本研究では,この一連の過程をサイバーフィジカルシステムとして統合し,社会実装可能なプロトタイプを提案する.このシステムは,実世界の個別の職場環境の問題の所在とその深刻さを明らかにするだけでなく,改善策の効果を実データに基づき評価することで,職場環境の改善サイクルを加速化するものである.

研究成果の概要

働く高齢者の安全支援を実現するため,ウェアラブル生体センサを用いて計測可能な心拍数,身体活動量などの生体情報と,IoTセンサを用いて計測可能な温湿度などの環境情報を統合分析する方法を開発した.重要な成果として,ウェアラブル生体センサを活用して毎日の生体情報計測を行うことで個人特性を自動学習し,急な体調変化のリアルタイム評価を実現するアルゴリズムを開発した.また,集積した生体情報および環境情報を分析することで,個人特性の評価,労働環境のリスク評価するアルゴリズムを開発した.本研究で開発したアルゴリズムについては,企業の協力をえて実際の労働環境での実証を行い,その有用性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢化率が3割を超えつつある本邦において,年金・医療などの社会保障制度を維持するためには,定年年齢の引き上げは不可避である.しかし,人は加齢とともに体温調節,運動,記憶・認知・判断などの機能が低下するため,働く高齢者の増加は新たな健康問題を引き起こす.本研究では,ウェアラブル生体センサを活用し,働く高齢者の安全支援を実現するための技術を開発した.本研究の成果は,働く高齢者の安全の見守りだけでなく,より安全な職場環境への改善も実現するものである.これらは,安全・安心な社会の構築に貢献するものであり,社会的意義がある.また,生体データ分析の新たな技術開発という点で,本研究成果には学術的意義がある.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] タラス・シェフチェンコ記念キエフ国立大学/Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute/Ukrainian Catholic University(ウクライナ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Multidimensional fractal scaling analysis using higher order moving average polynomials and its fast algorithm2023

    • 著者名/発表者名
      Ju Hanqiu、Honda Naoki、Yoshimura Shige H.、Kaneko Miki、Shigematsu Taiki、Kiyono Ken
    • 雑誌名

      Signal Processing

      巻: 208 ページ: 108997-108997

    • DOI

      10.1016/j.sigpro.2023.108997

    • 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] 柔軟素材を用いたIoTシステムの基礎と応用—III2022

    • 著者名/発表者名
      清野 健
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 66 号: 6 ページ: 232-239

    • DOI

      10.11509/isciesci.66.6_232

    • ISSN
      0916-1600, 2424-1806
    • 年月日
      2022-06-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detrending Moving Average, Power Spectral Density, and Coherence: Three EEG-Based Methods to Assess Emotion Irradiation during Facial Perception2022

    • 著者名/発表者名
      Chernykh Mariia、Vodianyk Bohdan、Seleznov Ivan、Harmatiuk Dmytro、Zyma Ihor、Popov Anton、Kiyono Ken
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 15 ページ: 7849-7849

    • DOI

      10.3390/app12157849

    • 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] Assessment of long-range cross-correlations in cardiorespiratory and cardiovascular interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Akio Nakata, Miki Kaneko, Chinami Taki, Naoko Evans, Taiki Shigematsu, Tetsuya Kimura, Ken Kiyono
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society A

      巻: 379 号: 2212 ページ: 20200249-20200249

    • DOI

      10.1098/rsta.2020.0249

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 心拍変動時系列の2次元化データ深層学習を用いた心不全患者の生命予後予測2022

    • 著者名/発表者名
      植村桂伍,金子美樹,重松大輝,渡邊英一,清野健
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生体信号解析に対する二値化マルチスケールサンプルエントロピー手法2022

    • 著者名/発表者名
      中川翔,金子美樹,重松大輝,清野健
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Heat Stress Assessment using a Wearable Biosensor Network in Workplace Environments2022

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Isoyama, Ken Kiyono
    • 学会等名
      2022 IEEE 4th Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次フラクタル解析を用いた心拍変動のスケーリングクロスオーバー現象の評価2021

    • 著者名/発表者名
      藤本雄大, 金子美樹, 重松大輝, 清野健
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Healthcare digital transformation using smart wearables2021

    • 著者名/発表者名
      Ken Kiyono
    • 学会等名
      48th Textile Research Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ウェアラブル生体センサを活用したスマートウェルネスケアの実現2021

    • 著者名/発表者名
      清野 健
    • 学会等名
      講演会「繊維×AI・IoT・DX」~(第 3 回)デジタル活用の最前線~
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウェアラブル心拍計を活用した職場のウェルネスケア2020

    • 著者名/発表者名
      清野健,金子美樹,重松大輝,渡邉英一
    • 学会等名
      心電学関連研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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