パーソナル・デジタルツインの獲得・記述・認証

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00599
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中村 仁彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20159073)
• 研究分担者: 高野 渉 大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任教授(常勤) (30512090) ; 鮎澤 光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60649086) ; 池上 洋介 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (90774414)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: デジタルツイン / ビデオ・モーションキャプチャ / IMU / ミニマリズム / クラウド計算 / データベース / リスクアナリシス / 筋骨格運動解析

研究実績の概要

２０２２年度は、本研究の最終年度として各研究項目で成果を上げることができた。中でも「①ビデオ・モーションキャプチャ」、「③記号表象学」、「④統計的表象学」、さらに社会実装に関して特筆すべき結果が得られた。
（１）ビデオ・モーションキャプチャを設定や容易で信頼性の高いものとするために電源以外をワイヤレスで繋いだ同期分散型カメラシステムを開発した。モーションキャプチャではカメラ以外にPCを必要とせずwifi環境だけで撮影した映像をクラウドにアップロードすることができる。
（２）統計表象学の基幹的な要素であるデータベースについて、２０２１年１０月から特任研究員として雇用したCesal Hernandez-Reyes博士がクラウド上に時系列データベースを完成させた。クエリーによるデータ検索を行うシステムとグラフ可視化ソフトウェアを結んだシステムの実現は大きな成果である。
（３）記号表象学では、ビデオ・モーションキャプチャで取得したデータベースを用いて運動外傷の潜在リスクを抽出するニューラルネットワークの研究、投球動作において内側側副靭帯の負荷となる動作の特徴量を重回帰分析を用いて探索することができた。
（４）社会実装としては、青森県むつ市と連携して同市が運営する施設のサブアリーナに12台のカメラを常設設置して利用者の運動計測を行う基盤を構築した。また東京大学柏フュージョンフィールドのラグビーグラウンド全体を計測する常設ビデオ・モーションキャプチャシステムを開発した。

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

• [雑誌論文] Kinematic Differences Between the Dominant and Nondominant Legs During a Single-Leg Drop Vertical Jump in Female Soccer Players (2022)
  • 著者名/発表者名: Yu Nakahira, Shuji Taketomi, Kohei Kawaguchi, Yuri Mizutani, Masato Hasegawa, Chie Ito, Emiko Uchiyama, Yosuke Ikegami, Ko Yamamoto, Yoshihiko Nakamura, Sakae Tanaka, and Toru Ogata
  • 雑誌名: The American Journal of Sports Medicine 巻: 50-10 ページ: 2817-2823
  • DOI: 10.1177/03635465221107388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Humanoid Motion Control by Compliance Optimization Explicitly Considering its Positive Definiteness (2022)
  • 著者名/発表者名: Ko Yamamoto, Taiki Ishigaki and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Robotics 巻: 38-3 ページ: 1973-1989
  • DOI: 10.1109/ TRO.2021.3119934
  • 査読あり
• [雑誌論文] On High Stiffness of Soft Robots for Compatibility of Deformation and Function (2022)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Hagiwara, Ko Yamamoto, Yoshihisa Shibata, Mitsuo Komagata and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 36-19 ページ: 995-1010
  • DOI: 10.1080/ 01691864.2022.2117574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resolved Viscoelasticity Control for Robust Walking of a Humanoid with Knee-stretched Posture Considering Singularity (2022)
  • 著者名/発表者名: Ko Yamamoto, Kazuya Murotani, Tianyi Ko and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Robotics and Autonomous Systems 巻: 157 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.robot.2022.104218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compact, backdrivable, and efficient design of linear electro-hydrostatic actuator module (2022)
  • 著者名/発表者名: Mitsuo Komagata, Ko Yamamoto and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: 36-19 ページ: 1030-1047
  • DOI: 10.1080/01691864.2022.2119884
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transfer Learning of Deep Neural Network Human Pose Estimator by Domain-Specific Data for Video Motion Capturing (2022)
  • 著者名/発表者名: Natsu Ooke, Yosuke Ikegami, Ko Yamamoto, and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: IEEE International Conference on Advanced Robotics and its Social Impacts 巻: Proceedings of 2022 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1109/ARSO54254.2022.9802965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Learning Whole-body Effects for Biomechanics Analysis from Partial IMU Sensing (2022)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Tomabechi, Yosuke Ikegami, Ko Yamamoto, and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: IEEE RAS/EMBS International Conference on Biomedical Robotics & Biomechatronics 巻: Proceedings of the 9th ページ: 734-739
  • DOI: 10.1109/BioRob52689.2022.9925310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Impact Resistance of Multi-DOF Electro-Hydrostatic Robot Systems Using Hydracer, a 6DOF Arm (2022)
  • 著者名/発表者名: Mitsuo Komagata, Yutaro Imashiro, Ryoya Suzuki, Kento Oishi, Ko Yamamoto and Yoshihiko Nakamura
  • 雑誌名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 巻: Proceedings of 2022 ページ: 7352-7358
  • DOI: 10.1109/IROS47612.2022.9981130
  • 査読あり
• [学会発表] オートエンコーダに既傷者バイアスを用いた身体測定データからのスポーツ外傷潜在リスクの抽出 (2023)
  • 著者名/発表者名: 林 恭佑, 山本 江, 中村 仁彦, 池上 洋介, Cesar Hernandez-Reyes，武冨 修治, 川口 航平, 水谷 有里
  • 学会等名: 第28回ロボティクスシンポジア
• [学会発表] スポーツ動作の三次元再構成と解析のための画像ポーズ推定器の転移学習とそれを用いたビデオモーションキャプチャ (2022)
  • 著者名/発表者名: 大桶夏津，池上洋介，山本 江，中村仁彦
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
• [学会発表] 油圧アクチュエータ用外接歯車ポンプの低摩擦化のための可動ケーシングの提案 (2022)
  • 著者名/発表者名: 駒形光夫，山本江，中村仁彦
  • 学会等名: 第40回日本ロボット学会学術講演会
• [学会発表] Open Architecture between Database and Visualization for Democratized Scientific Sports Training (2022)
  • 著者名/発表者名: Hernandez-Reyes Cesar, Ikegami Yosuke, Nakamura Yoshihiko
  • 学会等名: 第40回日本ロボット学会学術講演会
• [学会発表] 人間の運動のデジタルツイン (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村仁彦
  • 学会等名: 立石賞 功績賞受賞講演
  • 招待講演
• [学会発表] Toward Human-Motion Data Science (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: IEEE Advanced Robotics and its Social Impacts 2022
  • 招待講演
• [学会発表] 人間の運動のデジタルツインについて (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村仁彦
  • 学会等名: 日本機械学会SHD部門 体操競技のダイナミクス解析および指導方法に関する研究会
  • 招待講演
• [学会発表] VMocapによるスタジアム／アリーナDX～動作解析技術の最前線～ (2022)
  • 著者名/発表者名: 中村仁彦
  • 学会等名: SPORTEC2022
  • 招待講演
• [学会発表] Human Movements and Data Science (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Robotics, From Basic Science to Robot Systems
  • 招待講演
• [備考] Human Motion Data Science Laboratory
  • URL: https://roboticsynl.com/hmds/
• [備考] Yoshihiko Nakamura Laboratory
  • URL: https://roboticsynl.com/nakamura/
• [産業財産権] ３Ｄ位置取得方法及び装置 (2022)
  • 発明者名: 中村仁彦、池上洋介、大橋拓也
  • 権利者名: 中村仁彦、池上洋介、大橋拓也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2022/009773
  • 外国
• [産業財産権] 運動解析方法及び装置 (2022)
  • 発明者名: 中村仁彦、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
  • 権利者名: 中村仁彦、池上洋介、苫米地和也、根本謙治、佐々木寛弥
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2022-135699