無線通信による熱中症予防支援システムの構築と被服環境デザインの最適化

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23240099
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 薩本 弥生 横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (10247108)
• 研究分担者: 竹内 正顕 桐蔭横浜大学, スポーツ健康科学部, 教授 (80016526) ; 鈴木 章夫 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (20357289) ; 一木 正聡 独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (00267395) ; 河野 隆二 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (90170208) ; 田中 英登 横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (60163557) ; 榎本 ヒカル 東京福祉大学, 教育学部, 講師 (00423517) ; 上野 哲 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, その他部局等, 研究員 (60291944) ; 島崎 康弘 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (20584270) ; 杉本 千佳 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (40447347) ; 香川 利春 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (50108221)
• キーワード: 熱中症予防 / 温熱的快適性 / ウェアラブル / トレーサガス法

研究概要

BANウェアラブルシステム試作と着装時の計測・分析・評価
BAN無線センサシステムの小型化・高信頼化のため、センサ実装方法とデータ送受信方法の改良を行った。センサのうち、「耳装着型体温計」はセンサ部構造の改良による耳孔内温度計測の安定化と外部材質変更による耐久性向上を図った。「衣服内気候計測計」および「体表温度計」は、部材と実装方法を見直し、これまでの半分強の大きさになるように設計変更を行った。現在部材調達中で、完成は24年度である。また、日常生活において移動中も常時身につけて連続的なデータ計測を可能とするため、複数のコーディネータでセンサデータを受信可能とし、さらに小型の装着型ワイヤレスデータロガーを開発して、データロガーとコーディネータの双方でデータ受信・蓄積を可能とすることにより、データ欠損を防ぎ、システムの高信頼化を図った。
歩行動作模擬足部歩行模擬装置の開発とトレーサガス法による歩行時の換気評価システムの構築
歩行時の靴のふいご作用による換気量の客観的な評価法を確立するために，歩行動作および接地時の床反力を模擬できる模擬足および足部歩行模擬装置を製作した。今後、この装置を完成させトレーサガス法の計測システムを組み合わせて安静時および歩行時の平均および局所の換気量の分布を評価するシステムを構築する。熱中症予防のため温熱的に最適な着衣の条件を検討するため，着衣の換気および熱水分移動性能への風，動作および着衣のデザインによる影響を評価するためサーマルマネキンを用いて評価する。水分が広がりやすくかつ着衣を水で濡らさない模擬皮膚が、潜熱抵抗の測定精度を上げるために重要である。模擬皮膚に使った材質は、内側が親水性が高くて水が広がりやすく外側が疎水性が高く着衣を直接水で濡らしにくいものを用いた。現在マネキン用の模擬皮膚作成中である。

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

BAN無線センサシステムの製作に必要な部材が予定よりも時間を要す（平成24年の5月に提供される）ことが判明したため、予算の一部を繰り越して無線センサの試作の一部を次年度に回したが、繰り越し後、遅れを取り戻したため、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

BAN無線センサシステムのさらなる小型化・高信頼化をめざしシステムを改良しつつ、このシステムを用いて各種作業時の常時モニタリングシステムへ応用し，取得したデータからの熱中症行動・状態モデルの構築と新たな評価指標による熱中症予防支援システムを構築する。また，暑熱環境時の熱中症予防のため温熱的に最適な着衣の条件を検討するため，着衣の熱水分移動性能への風，動作および着衣のデザインによる影響を評価するシステムを構築する。特に閉塞型の靴着用時の足の蒸れは未だ解決できない問題で足に蒸れ感を生じ，足の衛生上また健康上も様々な問題が生じる。本研究では，歩行時の靴のふいご作用による換気量の客観的な評価法を確立するために，歩行接地時の床反力を模擬できる足部歩行模擬装置を作成し，トレーサガス法の計測システムを組み合わせて安静時および歩行時の平均および局所の換気量の分布を評価するシステムを構築する。

研究成果

• [雑誌論文] 服装と熱中症 (2012)
  • 著者名/発表者名: 薩本弥生
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 70 ページ: 1013-1021
  • 査読あり
• [雑誌論文] 温熱的快適性を向上させた換気機構付きの革靴の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 薩本弥生，竹内正顯
  • 雑誌名: デサントスポーツ科学 巻: 33 ページ: 59-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlling Distances and Transmit Powers for Reliable Multi-Hop MIMO Relay System (2012)
  • 著者名/発表者名: Pham Thanh Hiep, Fumie Ono, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: EURASHIP Journal on Wireless Communications and Networking, 巻: Vol.2012-April 2012 ページ: 1687-1499
  • DOI: DOI:10.1186/1687-1499-2012-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高齢者における冷房環境下の快適性に及ぼす気流の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中英登、梅田奈々
  • 雑誌名: 日本生気象学雑誌 巻: 48 ページ: s82
  • 査読あり
• [雑誌論文] CVRRを用いたASHRAE基準の生理学的評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 斉藤武比斗、田中英登
  • 雑誌名: 日本生気象学雑誌 巻: 48 ページ: s89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous monitoring of hypothalamic neurotransmitters and thermoregulatory responses in exercising rats (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Hasegawa, S.Takatsu, T. Ishiwata, H. Tanaka and R. Meeusen
  • 雑誌名: J.Neuroscience Methods 巻: 202 ページ: 119-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱中症による業務上死亡災害：2009年と2010年の比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野 哲、澤田晋一、登内道彦
  • 雑誌名: 日本生気象学会雑誌 巻: 48 ページ: s55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulations for Wearable BAN Propagation Model during Various Human Movements (2011)
  • 著者名/発表者名: akahiro Aoyagi, Minseok Kim, Jun-ichi Takata, Kiyoshi Hamaguchi, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Communications 巻: vol.E94-B, ページ: 2496-2499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance Analysis of Spectrum Management Technique by Using Cognitive Radio (2011)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Sodeyama, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: InTech, Open Access Publisher 巻: 13 ページ: 264-272
  • DOI: ISBN 978-953-307-324-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Throughput Efficiency of Hybrid ARQ Error- Controlling Scheme for UWB Body Area Network (2011)
  • 著者名/発表者名: Haruka Suzuki, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: InTech, Open Access Publisher 巻: 13 ページ: 289-310
  • DOI: ISBN 978-953-307- 461-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iterative Delay Compensation Algorithm to Mitigate NLOS Influence for Positioning (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Enda, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: Current Trends and Challenges in RFID 巻: - ページ: 357-374
  • DOI: ISBN 978-953-307-356-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Carrier Transmission Using Overlap Frequency Domain Equalizing and Coherent Averaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinichiro Miyazaki, Shoichiro Yamasaki, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Fundamentals 巻: vol.E94-A ページ: 2169-2177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Standardization on Body Area Network and a Prototype System Based on UWB (2011)
  • 著者名/発表者名: Huan-Bang Li, Ryuji Kohno
  • 雑誌名: Journal of Medical Systems, Springer Science +Business Media, LLC 巻: - ページ: 1255–1263
  • DOI: DOI 10.1007/s10916-011-9662-9
  • 査読あり
• [学会発表] Propagation Characteristics for 2.45 GHz Dynamic Wearable WBAN (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Aoyagi, Jun-ichi Takada, Kenichi Takizawa, Kamya Y. Yazdandoost, Takehiko Kobayash, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] Study on Position Estimation of Implanted Devices by Using Signal (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuya Kazumoto, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] A Study on HARQ error-controlling scheme for the wireless control of medical equipment (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Futatsugi, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] A Study on Packet Design to Realize Position Estimation as well as (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryo Iwakura, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] High Accuracy Tag Tracking System Based on TDOA in Medical Network (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Enda, Md. Humayun Kabir, Fumie Ono, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] UWB Geolocation of Implanted Devices Using Medical Images (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Takayama, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] BAN MAC Protocol for Optimization the Ratio between CAP and CFP (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuta Fujiura, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Medical Information and Communication Technology (ISMICT2012)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] UWB Body Area Network to Medical Vital Sensing in Hospital and Home Environments (2012)
  • 著者名/発表者名: KoutaroYamasue, Kenichi Takizawa, Kouji Sodeyama, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: UWB Body Area Network to Medical Vital Sensing in Hospital and Home Environments
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-20120329
• [学会発表] 歩行運動時における靴内温熱気候の計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松久優花，島崎康弘，野津滋
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20120307-20120307
• [学会発表] Adaptive Transmission for Different WBAN Applications with Variable Length Spreading Sequence (2012)
  • 著者名/発表者名: Mohammed FATEHY, Chika Sugimoto, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2011 International Conference on Asia Agriculture and Animal IPCBEE (2011)
  • 発表場所: Cairo, Egypt
  • 年月日: 20120306-20120306
• [学会発表] On the Recent and Future Topics of Wireless Communications in Healthcare (2011)
  • 著者名/発表者名: Jari Iinatti, Matti Hämäläinen, Ryuji Kohno
  • 学会等名: JAPANESE-FINNISH JOINT SYMPOSIUM - ICT and Technology in Medical and Health Research
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 20111213-20111214
• [学会発表] Dependable Medical ICT - Medical Healthcare Based on Highly Reliable, Robust, Secure ICT - (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Kohno
  • 学会等名: JAPANESE-FINNISH JOINT SYMPOSIUM - ICT and Technology in Medical and Health Research
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 20111213-20111214
• [学会発表] A Hybrid Positioning Approach by UWB Radio Communication Systems for Non Line-Of-Sight Conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Md. Humayun Kabir, Ryuji Kohno
  • 学会等名: The IEEE Global Communications Conference
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20111205-20111209
• [学会発表] Wireless Sensing System for Healthcare Monitoring Thermal Physiological State and Recognizing Behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Chika Sugimoto and Ryuji Kohno
  • 学会等名: The 6th International Conference on Broadband and Wireless Computing, Communication and Applications (BWCCA2011)
  • 発表場所: Barcelona，Spain
  • 年月日: 20111028-20111028
• [学会発表] IEEE 802.15.4a UWB Receivers’ Performance in Different Body Area Network Channels (2011)
  • 著者名/発表者名: V. Niemelä, M. Hämäläinen, J. Iinatti, Ryuji Kohno
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Applied Sciences in Biomedical and Communication Technologies. (ISABEL 2011)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20111026-20111029
• [学会発表] Optimizing Relay Selection in Distributed MIMO Relay System for Conservation of Transmit Power (2011)
  • 著者名/発表者名: Pham Thanh Hiep, Ryuji Kohno
  • 学会等名: The third international conference on knowledge and systems engineering (KSE 2011)
  • 発表場所: Ha Noi, Viet Nam
  • 年月日: 20111015-20111015
• [学会発表] On the Capacity of Two-Way Distributed MIMO Repeater System (2011)
  • 著者名/発表者名: Pham Thanh Hiep, Ryuji Kohno
  • 学会等名: The 7th IEEE international conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WIMOB 2011)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20111011-20111011
• [学会発表] Recent heat-related problems at outdoor work and the assessment and prevention strategy in Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Sawada, Satoru Ueno
  • 学会等名: ICHES2011
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 20111005-20111005
• [学会発表] The Effect of size factor of leather shoes on ventilation rate in shoes (2011)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Satsumoto, Masaaki Takeuchi and George Havenith
  • 学会等名: ICHES2011
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 20111004-20111004
• [学会発表] Performance Comparison of the Different IR-UWB Receivers in Wireless Body Area Networks (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hämäläinen, V. Niemelä, J. Iinatti, Ryuji Kohno
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on UltraWide Band. (ICUWB 2011)
  • 発表場所: Bologna, Italy
  • 年月日: 20110914-20110916
• [学会発表] An Iterative TOA Positioning Approach by UWB Communication Systems for Mitigating Non Line-of-Sight Errors (2011)
  • 著者名/発表者名: Md. Humayun Kabir, Ryuji Kohno
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC2011)
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20110911-20110914
• [学会発表] UWB Localization Algorithm to Improve Accuracy under NLOS Environment (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Enda, Ryuji Kohno
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC2011)
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 20110911-20110914
• [学会発表] Examining exclusive transmit time for high propagation characteristic of Distributed MIMO Repeater System with amplify-and-forward (2011)
  • 著者名/発表者名: Pham Thanh Hiep, Ryuji Kohno
  • 学会等名: The 8th Asia Pacific Wireless Communication Symposium, IEEE VTC Singapore Chapter, (APWCS 2011)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20110801-20110801
• [学会発表] 夏季の林業従事者の下草刈り作業における暑熱負担の検討（2） ～深部体温、尿成分、体重減少量による解析. (2011)
  • 著者名/発表者名: 上野哲、岡龍雄、澤田晋一
  • 学会等名: 日本産業衛生学会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 20110518-20110518
• [学会発表] 夏季の林業従事者の下草刈り作業における暑熱負担の検討（1） ～心拍数を用いた解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡龍雄, 上野 哲, 澤田晋一
  • 学会等名: 日本産業衛生学会
  • 発表場所: 東京都港区
  • 年月日: 20110518-20110518
• [図書] アパレルと健康 －基礎から進化する衣服まで－ (2012)
  • 著者名/発表者名: 薩本弥生ら
  • 総ページ数: 170
  • 出版者: 株式会社 井上書院