| 研究課題/領域番号 |
25330318
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
吉田 宏昭 信州大学, 繊維学部, 准教授 (40456497)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 数値解析 / 感性計測 / 有限要素法 / 寝心地 / ベッドマットレス / シミュレーション / 寝具 / 感性工学 |
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| 研究概要 |
寝具上に寝た際に生じる生体内変形とそれに伴う生体内応力を我々は寝心地として感じているため、生体内変形と生体内応力を推定できる数値解析は、寝心地を評価する際に非常に有益である。本研究では、様々な体型の人体数値モデルを作成し、数値解析によって生体内応力を調査し、コンピュータ上で寝心地が推定可能な寝心地シミュレータを開発する。
この寝心地シミュレータを構築するためには、まず、数値解析結果と実測結果との対応関係を調査する必要がある。また、快適な睡眠を得るための要因として、直接体に触れる寝具は重要な要因の一つである。そこで、寝具の特性の中でもウレタンフォームマットレス表面の凹凸高さに着目し、寝心地シミュレータの基礎データとなる実測としてアンケート調査と睡眠実験を用いて、凹凸高さの違いが嗜好度や睡眠の質に与える影響について調査した。
凹凸高さの異なる3つの試料と日常生活で使用しているマットレスを加えた4つを実験試料とし、男性被験者を用いて終夜睡眠実験を行った。終夜睡眠実験の結果、凹凸高さが一番高い試料が睡眠の質が比較的良好となった。次に、3つのマットレスに5分間仰臥位で寝てもらい、嗜好度に関するアンケート調査を実施した。アンケート調査の結果、凹凸高さが一番高い試料の評点が全体的に高く、好まれる傾向にあった。さらに、体圧計測や圧縮試験を行った結果、凹凸高さが一番高い試料は他の試料に比べて人体に対して点接触を促すことが分かった。凹凸高さが一番高い試料が好まれる傾向にあり、凹凸を高くして点接触を促すことで、嗜好度に良い影響を与えることが分かった。凹凸高さが一番高い試料は、他の試料と比較して睡眠の質が良かったことより、マットレスの嗜好度と睡眠の質との関連が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、平成25年度から3年間で、被験者の体型を再現した人体有限要素モデルを作成し、数値解析結果と実測結果との対応関係を調査することによって寝心地シミュレータを構築し、寝具の嗜好度や睡眠の質といった寝心地を推定することを目的としている。
・被験者の体型を再現した人体数値モデルをすでに数体作成できたため。
・寝心地シミュレータの基礎データとなる実測を行う必要があるが、アンケート調査と終夜睡眠実験を実施し、寝具の嗜好度や睡眠の質をある程度調査できたため。
・寝具を購入した際と寝具購入後の関係を知る必要があるが、短期評価（アンケート調査）と長期評価（終夜睡眠実験）の関連性についても検討できたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
・被験者の体型を再現した人体数値モデルを数体構築したが、寝具数値モデルは簡便なものしか構築できていない。実測の睡眠実験で用いたウレタンフォームマットレスの凹凸高さを再現した寝具数値モデルを作成する。
・構築した数値モデルの妥当性をまだ評価できていないので、沈み込み量や体圧測定などの手法により数値モデルの妥当性を評価する。さらに、寝姿勢計測なども含めて、数値モデルの精度向上を目指す。
・睡眠実験の被験者はまだ4名なので、被験者数を増やして終夜睡眠実験を行い、寝具の嗜好度と睡眠の質との関連について調査する。
・解析結果と実測結果との対応関係について検討し、生体内応力の意味を解明して、その結果を蓄積してデータベース化することによって寝心地シミュレータを構築する。
・最終的には、寝具の嗜好度、適切な寝姿勢、睡眠の質といった快適な睡眠生活を送る上で必要な感性情報を明らかにし、寝心地を決定する要因を特定する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成25年度に、構築した数値モデルの妥当性を評価するために体圧センサを購入し、数値解析結果と実測値との比較を行う予定であったが、体圧センサのデモ機を借りることができたため、次年度使用額が生じた。
平成26年度は、終夜睡眠実験を行う際に、寝返り動作を含めて、総合的に睡眠の質を評価したいと考えている。そこで、寝返り動作を低拘束で測定できる加速度センサを新たに物品として購入したいと考えており、平成25年度の未使用額をその経費に充てることとしたい。
また、終夜睡眠実験を行う際に、睡眠中の脳波を計測する必要があるため、脳波センサを物品として購入し、消耗品としてディスポーザブル電極も購入する。睡眠実験を行うため、被験者謝金が必要であり、人件費として使用する。日本感性工学会や繊維学会にて研究成果を発表するために、国内旅費として使用する。
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