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2022 年度 実績報告書

人体温熱生理応答への微気象の影響解明とモデル化

計画研究

研究領域微気象制御学:微気象の調和的予測と能動的観測の融合による自律制御型社会基盤の創成
研究課題/領域番号 20H05753
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

平田 晃正  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00335374)

研究分担者 小寺 紗千子  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40874219)
Rashed Essam  兵庫県立大学, 情報科学研究科, 教授 (60837590)
研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
キーワード熱中症リスク / 温熱応答 / 大規模計算 / 深部温度 / 機械学習
研究実績の概要

昨年までの研究成果により、機械学習を活用し、微気象が人体の温熱生理応答に及ぼす影響を分析し、その過程で得られたパラメータ群からなる縮約モデルを開発してきた。模した微気象の時空間データを用いて、現実に即した大規模人体温熱モデル計算を多数実行し、教師データを取得した。ここでの計算モデルでは、人体の熱物理計算だけではなく、温熱整理応答を考慮したものである。また、その妥当性評価を検証とするために、本年5-9月には被検者による運動実験を実施、外部環境、運動レベルを変化させた場合の有効性について確認した。
その計算結果データを用いて、低次元・人体温熱応答予測モデルを構築した。具体的には、ニューラルネットワーク、長・短期記憶(LSTM)ネットワークの2つのアプローチから、外気温、湿度などを入力し、深部温度上昇を出力する予測モデルを構築、汎用PCにおいてミリ秒程度の計算時間で、0.1℃程度の誤差で深部体温変化を予測可能な技術とした。
さらに微気象予測情報と連携したリアルタイム情報提供システムの概念について検討した。調和的予測班と能動的予測班が開発する微気象予測システムを利用、これまで開発した縮約モデルと連携可能であることを確認、各歩行者と群衆の熱中症リスクを同時に最小化するリアルタイム情報提供システムについて検討した。得られた結果、またその概念に基づき、社会サービスを見据えた微気象予測システムに要求する情報提供であると考えられ、地方自治体などを対象とした利活用方法など意見交換を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Estimation of the number of heat illness patients in eight metropolitan prefectures of Japan: Correlation with ambient temperature and computed thermophysiological responses2023

    • 著者名/発表者名
      Takada Akito、Kodera Sachiko、Suzuki Koji、Nemoto Mio、Egawa Ryusuke、Takizawa Hiroyuki、Hirata Akimasa
    • 雑誌名

      Frontiers in Public Health

      巻: 11 ページ: 1061135

    • DOI

      10.3389/fpubh.2023.1061135

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computed and Measured Core Temperature of Patients With Heatstroke Transported From Their Homes via Ambulance2022

    • 著者名/発表者名
      Takada Akito、Kodera Sachiko、Togo Hiroyoshi、Shimizu Masashi、Niwa Hideyuki、Ishikura Takayuki、Tanaka Hideto、Kawahara Takashi、Hirata Akimasa
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 41839~41851

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3167520

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Estimation of Number of Heat-Related Illness Patients Transported in Eight Prefectures2022

    • 著者名/発表者名
      A. Takada, S. Kodera, R. Egawa, H. Takizawa, A. Hirata
    • 学会等名
      BioEM 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 8都道府県における熱中症搬送者数予測2022

    • 著者名/発表者名
      高田旭登, 平田 晃正
    • 学会等名
      日本生気象学会

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公開日: 2023-12-25  

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