2001 年度実績報告書

移動形態判別と歩行速度推定機能を有するインテリジェントカロリーカウンタの開発

研究課題

研究課題/領域番号	11555064
研究機関	東北大学
研究代表者	石原正東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (10134016)
研究分担者	小野貴彦東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (20312613) 佐川貢一弘前大学, 理工学部, 助教授 (30272016) 猪岡光東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20006191)
キーワード	歩行 / 消費カロリー / 推定 / 階段 / 気圧 / 加速度 / ジャイロ / 心拍
研究概要	従来、心機能評価法として、日常生活の運動負荷量と心電図とを比較する方法が提案されている。しかし、ここで扱う運動量は、歩数や身体加速度の大きさなど曖昧なものである。そのため、平地歩行と比較して2倍以上のエネルギを消費する階段昇りが常に平地歩行として取り扱われる、消費カロリーと歩行速度が無関係である等の問題があった。そこで本研究は、移動形態の判別と前後及び上下方向の移動速度の計測を行い、歩行形態に応じて消費カロリーを推定するインテリジェントカロリーカウンタのための基礎技術を提案する。上下方向移動量の無拘束計測を実現するため、ICタイプの小型大気圧センサと加速度センサを内蔵した移動形態計測装置を利用して、上下方向移動距離推定の可能性について考察した。ここでは、計測装置によって得られる上下方向移動情報に対して積分処理を施すことにより、上下方向移動量を定量的に求める方法を考案した。また、シミュレーション及び実験により、試作した上下方向移動距離計測装置は傾斜角3度以上の斜面での上下移動を検出可能であることを確認した。一方、水平歩行時の歩行速度は、足の甲の部に3軸加速度センサと1軸ジャイロを取り付けて歩行時の足の前後方向加速度を積分することにより導出する方法を提案した。また、歩行時の足の速度変化の特徴を利用して積分誤差を除去する方法を提案した。これにより、歩行距離を平均誤差2%の精度で推定することが可能になった。さらに、提案した方法の有効性を確認するために、歩行時の推定消費カロリーと心拍数との相関を比較した。その結果、両者の相関係数は、歩数計を利用した場合と比較して有意に増加し、提案した方法の妥当性が確認された。以上の結果、本研究で提案した消費カロリー推定法は、平地歩行及び階段昇降時の消費カロリーを無拘束で推定することが可能であることが確認された。

研究成果
(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] 大瀧保明: "加速度センサとジャイロを用いた連続歩行分析アルゴリズム"日本機械学会論文集(C編). 67・655. 782-788 (2001)
[文献書誌] Koichi Sagawa: "Estimating the consumed calories while walking using a non-restricted measurement system of the human gait"Proceedings of the IASTED International Conference, MEASUREMENT AND CONTROL. 112-117 (2001)
[文献書誌] Koichi Sagawa: "Unrestricted measurement method of three-dimensional walking distance utilizing body acceleration and terrestrial magnetism"Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems. 707-710 (2001)
[文献書誌] Yasuaki Ohtaki: "Analysis of dynamic stability for postural balance recovery of human"JSME International Journal-Special Issue on Bioengineering. 44・4. 1125-1132 (2001)
[文献書誌] 大瀧保明: "身体装着型センサを用いた歩行の安定性評価"第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 288-289
[文献書誌] 大瀧保明: "動的な力の釣り合いを考慮した人間の歩行の安定性解析"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会論文集. 1P1-D4
[文献書誌] 煤孫光俊: "装着型複数センサを用いた歩行距離の推定"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 259-260 (2001)
[文献書誌] 飯島佳之: "加速度センサを用いた高齢者の歩行の特徴抽出"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 261-262 (2001)

2001 年度 実績報告書

移動形態判別と歩行速度推定機能を有するインテリジェントカロリーカウンタの開発

研究代表者

石原 正 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (10134016)

研究成果

[文献書誌] 大瀧 保明: "加速度センサとジャイロを用いた連続歩行分析アルゴリズム"日本機械学会論文集(C編). 67・655. 782-788 (2001)

[文献書誌] Koichi Sagawa: "Estimating the consumed calories while walking using a non-restricted measurement system of the human gait"Proceedings of the IASTED International Conference, MEASUREMENT AND CONTROL. 112-117 (2001)

[文献書誌] Koichi Sagawa: "Unrestricted measurement method of three-dimensional walking distance utilizing body acceleration and terrestrial magnetism"Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems. 707-710 (2001)

[文献書誌] Yasuaki Ohtaki: "Analysis of dynamic stability for postural balance recovery of human"JSME International Journal-Special Issue on Bioengineering. 44・4. 1125-1132 (2001)

[文献書誌] 大瀧 保明: "身体装着型センサを用いた歩行の安定性評価"第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 288-289

[文献書誌] 大瀧 保明: "動的な力の釣り合いを考慮した人間の歩行の安定性解析"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会論文集. 1P1-D4

[文献書誌] 煤孫 光俊: "装着型複数センサを用いた歩行距離の推定"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 259-260 (2001)

[文献書誌] 飯島 佳之: "加速度センサを用いた高齢者の歩行の特徴抽出"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 261-262 (2001)

2001 年度実績報告書

石原正東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (10134016)

[文献書誌] 大瀧保明: "加速度センサとジャイロを用いた連続歩行分析アルゴリズム"日本機械学会論文集(C編). 67・655. 782-788 (2001)

[文献書誌] 大瀧保明: "身体装着型センサを用いた歩行の安定性評価"第13回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 288-289

[文献書誌] 大瀧保明: "動的な力の釣り合いを考慮した人間の歩行の安定性解析"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会論文集. 1P1-D4

[文献書誌] 煤孫光俊: "装着型複数センサを用いた歩行距離の推定"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 259-260 (2001)

[文献書誌] 飯島佳之: "加速度センサを用いた高齢者の歩行の特徴抽出"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. 4. 261-262 (2001)