| 研究課題/領域番号 |
21K12003
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| 研究機関 | 鈴鹿医療科学大学 |
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研究代表者 |
中村 太郎 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 助教 (70373082)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | ウェアラブル / スマートテキスタイル / IPMC / ヘルスケア / 生体電気信号 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、着衣のみで人の生体電気信号と動作の情報をモニタリング可能なスマートウェアの開発を目的としている。
2021年度は、スマートウェアの動作モニタリング機能の実用性について検証を行った。動作モニタリング用スマートウェアに取り付けるIPMCは、関節の屈曲伸展運動に耐えられる強度と柔軟性を両立させるために、厚さを100μmとした。厚さ100μmのIPMCを細く裁断して繊維状に成形し、ネット包帯の網目に通すことで擬似的にIPMCを編み込んだ状態にして動作モニタリング用スマートウェアを作製した。作製したスマートウェアを人の関節を模擬した計測装置に取り付け、任意の角度に屈曲させたときの出力電圧を計測した。
スマートウェアの出力電圧は屈曲角度に対して、ほぼ比例する結果となったことから、出力電圧から屈曲角度を推定するセンサとしての実用性が明らかになった。また、スマートウェアを湿潤させた状態で乾燥時と同様の計測を行った結果、スマートウェアが水に濡れた状態でも、乾燥状態と同様に屈曲角度に比例する結果が得られた。
湿潤したIPMCの出力電圧は、乾燥したIPMCと比較して大きくなる傾向があり、ばらつきも大きくなる傾向があった。以上の結果から、IPMCは水の多い環境でも計測可能であることが明らかになったが、乾燥時とは出力特性が異なることから、汗を多くかいている時や、雨で濡れた時のように、水の多い環境での計測時には、出力に補正が必要な事が明らかになった。
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| 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
感染症拡大防止を目的として、実験協力者無しでの実験を行ったため、実験協力者にスマートウェアを装着して計測を行うことができなかった。人の関節を模擬した計測装置を使用して、屈曲角度に対する出力電圧特性の計測は行うことは可能であったが、生体電気信号の計測を行うことができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
感染症対策を実施した上で、スマートウェアを実験協力者に装着して計測を行う。関節を模擬した計測装置での出力と人の関節に装着して計測した出力とを比較して、出力特性に相違がないか確認を行う。次に、関節の動きと生体電気信号を同時に計測し、出力信号のフィルタ条件の特定と生体電気信号を採取するために最適なIPMCの配置について検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度に購入予定であった小型無線生体モニターが、機種更新のため欠品となり、購入ができなかったため、次年度使用額が生じた。
2022年度は、新モデルの小型無線生体モニターを購入し、作製したスマートウェアを用いた生体電気信号計測を行う。また、関節角度計測装置一式を購入し、動作による信号から関節の屈曲角度の算出方法を明らかにし、両肘と両膝の4chの出力波形から着用者の姿勢を推定可能なアプリの制作を行う。
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