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非密着衣類型センサのための基盤技術構築と看護課題を対象とした有効性検証

研究課題

研究課題/領域番号 23K21687
補助金の研究課題番号 21H03481 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

榎堀 優  名古屋大学, 情報学研究科, 講師 (60583309)

研究分担者 間瀬 健二  名古屋大学, 数理・データ科学教育研究センター, 教授 (30345855)
吉田 直人  工学院大学, 情報学部(情報工学部), 助教 (40836714)
原沢 優子  豊橋創造大学, 保健医療学部, 教授 (70303774)
小野瀬 良佑  名古屋大学, 情報学研究科, 研究員 (30909221)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードウェアラブル / 衣類型センサ / 看護応用 / 布センサ / HARデータセット統合問題 / 非密着衣類型センサ / 装着位置ずれ問題 / 介護応用 / 加速度センサ / 布圧力センサ / センサ位置ずれ問題 / IoT
研究開始時の研究の概要

本提案では、なかなか実用化に辿り着かない非密着衣類型センサの最たる問題となっている人体衣類間の位置ずれや皺の影響などを克服する方法および基盤システムを研究開発すると共に、人材の迅速育成などの看護・介護現場における課題を対象に、有効性を検証する。

研究実績の概要

本研究は非密着衣類型センサの最たる問題である人体衣類間の位置ずれや皺の影響などを克服する方法と基盤システムを研究開発すると共に,人材の迅速育成や省力化が吃緊の課題である看護・介護現場の課題を対象に,有効性を検証することを狙う.初期提案の研究課題は以下の4項目である.(1)と(2)の二方向から主問題にアプローチを試み,(3)と(4)の二つの実現場課題を解決しつつ,その有効性を検証する.
(1): 布圧力センサで構成する全面計測可能な衣類型センサによる非密着衣類型センサ基盤の構築,(2): センサの群体配置とセンサ値分布モデルによる位置ずれに頑健な計測技術の開発,(3): 非密着衣類型センサの活用による看護教育現場における指導速習化,(4): 非密着衣類型センサの活用による日常行動モニタリングとリハビリテーション効果の確認
項目(1)について,R5年度は,全身版衣類型デバイス ver.2022の配線取りだし方法を検討・整備し,R4年度で導入した布圧力センサ計測回路の実機回路により計測および分析を開始した.結果,「着用時ノイズが大きく着用時の衣類形状推定が困難」という結論が得られ,項目(2)に注力する方針を変更した.
項目(2)ではR4年度に構築した基準データセットを整備して公開した.また,同データセットの分析により,行動種別の最も識別精度が高い装着箇所を明確にし,今まで注目されてこなかった計測箇所が重要であることを明らかにした.また,それらの組み合わせにより多様な行動種別でも高い識別精度を実現した.
項目(3)(4)は共同研究者の原沢がR5年度より移動となったためゼロベースで再検討を実施し,項目(2)のデバイスを元に,衣類ズレなどに最も頑健に身体能力指標を日常生活から収集できることを目指す実験へと変更となった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

全身版衣類型デバイスによる衣類形状推定が困難である見込みとなったが,当初よりバックアッププランとして項目(2)を用意していた.その面からは計画のうちと言える.一方で,項目(3)(4)の実施は,前述の理由により,関係各所との関係・環境・計画の再構築が必要となっており,遅れている.

今後の研究の推進方策

R5年度の結果を受けて,以後の研究は項目(2)と,その検証を項目(3)および(4)にて実施する方向へ変更した.全身396箇所の時刻同期したIMUデータを活用することで,腕単位などにおいて高精度な識別機を構築し,衣類のズレなどに頑健な行動識別機を構築するなど,当初目的の達成に向けた新たな開発も進める.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Joint Position Estimation for Body Pressure Images during Sleep: An Extension for CPM Using Body Area and Posture Estimation Mashups2021

    • 著者名/発表者名
      Iwase Kei、Enokibori Yu、Yoshida Naoto、Mase Kenji
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 号: 0 ページ: 620-629

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.620

    • NAID

      130008104495

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] センサ点間位置関係に着目した布圧力センサの立体形状推定手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      髙木章成, 吉田直人, 米沢朋子, 間瀬健二, 榎堀優
    • 学会等名
      令和五年度 電気・電子・情報関係学会 東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Where Are the Best Positions of IMU Sensors for HAR? - Approach by a Garment Device with Fine-Grained Grid IMUs -.2023

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Tsukamoto, Naoto Yoshida, Tomoko Yonezawa, Kenji Mase, Yu Enokibori
    • 学会等名
      UbiComp/ISWC '23 Adjunct: Adjunct Proceedings of the 2023 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing & the 2023 ACM International Symposium on Wearable Computing
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非密着型衣類を用いた行動認識における慣性センサの最適配置の検討2023

    • 著者名/発表者名
      塚本晶久,吉田直人,米澤朋子,間瀬健二,榎堀優
    • 学会等名
      第77回ユビキタスコンピューティングシステム研究会 (UBI77)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 布圧力センサを用いた布表面形状推定システムの検討2023

    • 著者名/発表者名
      髙木章成,加藤寛貴,吉田直人,米澤朋子,間瀬健二,榎堀優
    • 学会等名
      インタラクション2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 寝姿圧力動画からの睡眠深度分類の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岩瀬慶,榎堀 優.小野瀬良佑.吉田直人,間瀬健二
    • 学会等名
      第73回ユビキタスコンピューティングシステム研究会 (UBI73)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 非密着型センサ実用化に向けた布圧力センサの表面形状推定の検討2022

    • 著者名/発表者名
      加藤寛貴,榎堀優,吉田直人,間瀬健二
    • 学会等名
      第73回ユビキタスコンピューティングシステム研究会 (UBI73)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 寝姿体圧画像からの3次元関節位置推定の検討2021

    • 著者名/発表者名
      加藤寛貴, 榎堀優, 吉田直人, 間瀬健二
    • 学会等名
      第70回ユビキタスコンピューティングシステム研究会 (UBI70)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 衣類型圧力センサとVAEを用いた日常生活行動中の無自覚打撲検知の実現に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      小野瀬 良佑,榎堀 優,間瀬 健二
    • 学会等名
      マルチメディア, 分散, 協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Toward Fine-Grained Sleeping Activity Recognition: 3d Extension and an Estimation Try on Joint Position of SLP Dataset2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kato, Yu Enokibori, Naoto Yoshida, Kenji Mase
    • 学会等名
      HASCA2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] IMU-based HAR Benchmark

    • URL

      https://github.com/eno-lab/IMU-based-HAR-benchmark

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Meshed IMU Garment HAR Dataset (MIG HAR Dataset)

    • URL

      https://github.com/eno-lab/Meshed_IMU_Garment_HAR_Dataset

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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