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2015 年度 実績報告書

短時間でも質の高い睡眠を実現するための環境刺激「引き込み制御」システムの実証

研究課題

研究課題/領域番号 15H02767
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

野村 収作  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80362911)

研究分担者 野澤 昭雄  青山学院大学, 理工学部, 准教授 (70348465)
大平 雅子  滋賀大学, 教育学部, 准教授 (40616190)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード感性情報学 / アンビエント・フィードバック・システム / 引き込み現象 / 感性生理学
研究実績の概要

本研究の目的は、非線形科学における引き込み理論のアナロジーを用いて、適応的に調整された環境刺激(音・光・香・物理的外力等)により生体の内的な生理機能のリズムへの介入効果を科学的に検証することにある。
人間の体は振動子の集合体である。心臓・脳・呼吸・ホルモン分泌、それぞれが自己回復力を備えた固有振動子として振る舞い、全体として極めて安定的なシステム(恒常性)を実現している。本研究の目的は、この生体の強力な恒常性を超えて人間の生理機能を誘導するための、全く新しい適応的環境刺激の方法論を開拓することにある。
鍵となるアナロジーは「ブランコの引き込み制御」である。本研究では、研究の焦点を“睡眠”に絞り、生理機能をモニターしつつ音楽・照明・香り・睡眠姿勢を適応的に調整するフィードバック系を構築し、その有効性と限界、現象の背後にある生理メカニズムを明らかにすることである。
本年度は、本研究計画に必要な実験系の構築を行った。本研究の実験系は、1)環境刺激を制御するキー入力を得るため、及び、引き込み制御の生理的な影響を検証するための各種生理評価系(以降、「評価系」とする)および、2)各種の生体情報に基づき環境刺激を適応的かつリアルタイムに調整する為の制御システム(以降、「制御系」とする)からなる。評価系においては、これまで関連研究で開発してきた呼吸センサや姿勢制御系を改良し、制御系においては、生体センサからの入力に基づいて環境刺激を制御するためのインタフェースおよびソフトウェアを開発した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、生理機能をモニターしつつ音楽・照明・香り・睡眠姿勢を適応的に調整するフィードバック系を構築し、睡眠をターゲットとしてその生理介入効果を検証するものである。現在まで、呼吸・心電図を計測するための生体センサを作成し、環境刺激をコントロールするためのインタフェースを実装した。更に、フィードバック系による生理機能の介入効果をもたらし得る環境刺激の物理量(範囲)を決定するための予備実験を実施した。

今後の研究の推進方策

次年度は、引き続き環境刺激が睡眠時の生理機能に及ぼす影響に関する基礎的実験を行い、それに基づき、生体に適応的にフィードバックする環境刺激の物理量を決定する。本研究でコントロールする音楽・照明・香り・睡眠姿勢の各環境刺激のうち、実験条件が決定されたものについて、順次、引き込み制御による生理機能への介入試験を行う。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Physiological and psychological evaluations in low and high‑frequency noise using near‑infrared spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Takeru Osawa, Hirotoshi Asano, Tota Mizuno, Akio Nozawa, Hisaya Tanaka, Shusaku Nomura, Toshikazu Okazaki, Hideto Ide
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 21(1) ページ: 5-10

    • DOI

      10.1007/s10015-015-0249-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of the Autonomic Stress Response and a Decrease in Subjective Stress by Lavender Inhalation During a Short-term Calculation Task2016

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Nomura, Kento Maeyama, Kanetoshi Ito
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 5 ページ: 7-12

    • DOI

      10.14326/abe.5.7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Driver’s drowsiness inhibition by subcutaneous stimulation based on SNS activity2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kajiwara, Hirotosi Asano, Shizuka Bando, Shusaku Nomura, Tota Mizuno, Shigeaki Ogose, Akio Nozawa
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 20(4) ページ: 341-346

    • DOI

      10.1007/s10015-015-0236-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Preliminary Study of Estimating a Mental Workload with Web-browsing Using Stress Biomarkers2015

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Nomura, Masateru Fujita, and Takuma Sakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Medical Informatics and Technologies

      巻: 24 ページ: 53-58

    • 査読あり
  • [学会発表] 音楽を聴きながら脈波を計測するイヤホンの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小川博司, 野村収作
    • 学会等名
      第11回日本感性工学会春季大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-17
  • [学会発表] 実時間表情変化画像によるアンビエント・バイオ・フィードバック・システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      廣田怜香, 野澤昭雄, 野村収作
    • 学会等名
      電気学会計測研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-25 – 2015-12-25
  • [学会発表] 就寝中の香り提示が自律神経系および内分泌系に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      大平雅子, 伊藤兼敏, 野村収作
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2015-11-18 – 2015-11-18
  • [学会発表] テストステロンによる教員の生理ストレス評価2015

    • 著者名/発表者名
      大平雅子, 松崎有純, 藤本理沙子, 野村収作
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2015
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] Alleviation of Peripheral Acute Stress Response by Lavender Inhalation2015

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Nomura, Kento Maeyama, and Kanetoshi Ito
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2015
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-25
  • [学会発表] オレンジ精油における生理的ストレス反応の抑制効果2015

    • 著者名/発表者名
      大平雅子, 仲地眞早, 前山賢人, 伊藤兼敏, 野村収作
    • 学会等名
      第49回味と匂い学会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-24
  • [学会発表] 睡眠時自律神経活動におけるオレンジ精油の効果2015

    • 著者名/発表者名
      大平雅子, 坂本卓磨, 市橋拓朗, 小林岳海, 伊藤兼敏, 野村収作
    • 学会等名
      第24回日本睡眠環境学会学術大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-11
  • [学会発表] 睡眠時自律神経活動におけるオレンジ精油の効果2015

    • 著者名/発表者名
      市橋拓朗, 坂本卓磨, 伊藤兼敏, 野村収作
    • 学会等名
      第5回アンビエント・フィードバック・システム(AFS)研究会
    • 発表場所
      宜野湾
    • 年月日
      2015-06-05 – 2015-06-05
  • [学会発表] オレンジ精油における生理的ストレス反応の抑制効果2015

    • 著者名/発表者名
      仲地眞早, 前山賢人, 伊藤兼敏, 野村収作
    • 学会等名
      第5回アンビエント・フィードバック・システム(AFS)研究会
    • 発表場所
      宜野湾
    • 年月日
      2015-06-05 – 2015-06-05

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公開日: 2017-01-06  

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