物理層と意味層の2階層からなるセンサコンテキスト推定技術

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26280041
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 井上 創造 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90346825)
• 研究分担者: 西田 健 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30346861)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 人間行動センシング / 携帯デバイス行動認識 / コンテキストアウェアネス / スマートフォン / データセット / 機械学習 / パターン認識

研究実績の概要

本研究では，近年普及の進んだスマートフォンをはじめとするセンサデバイスを用いて，人間の行動や置かれた状況を高度に認識・推定する技術を研究する。大量の学習データ基盤を構築，活用し，1．携帯デバイスから人体の物理的な運動を確率的に推定し，2．その人体運動から意味的な行動を複合的かつ連続的に推定するという，物理空間と意味空間の両方を適切に扱いながら行動推定の構造化を行うことで，従来は対象としていなかったような多彩な行動を高精度に推定する技術を確立する。
今年度は，看護師行動センシングにおいてビッグデータを用いた行動推定技術を著名な国際会議で発表できた．また，家庭での行動センシング技術およびシステムについて国内で論文賞を複数受賞した。
これらを応用して，現在介護施設での行動センシングに取り組んでいる。また，技術的にも，リカレントニューラルネットワーク(RNN)を用いた行動認識に成功し，これを物理階層に応用を試みている。
さらに，意味層においては自然言語処理を用いて行動クラスを整理することを試みており，未知の行動を認識することも可能になりつつある。

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

大規模データセットおよびそれを用いた看護師行動推定において著名な国際会議で発表し，家庭内コンテキストアウェアネスにおいても国内会議で論文賞を受賞したため。残りの課題も，精度向上が難しい側面も見えてきたが、アルゴリズムは一通り開発出来そうな見込みがあるため。

今後の研究の推進方策

世の中では深層学習が活況を呈してきている。これ自身はビッグデータがないと機能しないため，我々のようなセンサコンテキスト推定では，我々のやるようなデータセット生成は非常に有用である。
一報で，深層学習を用いて何が出来るかを実証することも重要であるため、今後は深層学習のエッセンスも一部取り入れていく．

研究成果

• [雑誌論文] Nursing Activity Sensing Using Mobile Sensors and Proximity Sensors (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯田 達也, 野原 康伸, 井上 創造, 白水 麻子, 杉山 康彦, 平田 真理, 町田 京子, 中島 直樹
  • 雑誌名: The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS) 巻: 0 ページ: pp.7
• [雑誌論文] A Personalized Load Forecasting Enhanced by Activity Information (2015)
  • 著者名/発表者名: Yong Ding, 井上 創造, Martin Alexander Neumann, Erwin Stamm, 潘 新程, Michael Beigl
  • 雑誌名: IEEE International Smart Cities Conference (ISC2-2015) 巻: 0 ページ: pp.153-158
  • DOI: 10.1109/ISC2.2015.7366172
• [雑誌論文] Mobile Activity Recognition for a Whole Day: Recognizing Real Nursing Activities with Big Dataset (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造, 上田 修功, 野原 康伸, 中島 直樹
  • 雑誌名: ACM Int'l Conf. Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp) 巻: 0 ページ: pp.1269-1280
  • DOI: 10.1145/2750858.2807533
• [雑誌論文] Analyzing Daily-life Activities and Power Consumptions Using Tablet Sensors and Activity Annotation Web System (2015)
  • 著者名/発表者名: 潘 新程, 峯崎 智裕, 磯田 達也, 田中 翔太, 内野 百里, 井上 創造
  • 雑誌名: Ubicomp Workshop for Human Activity Sensing Corpus and its Application (HASCA) 巻: 0 ページ: pp.1443-1452
• [雑誌論文] Predictive Approaches for Low-cost Preventive Medicine Program in Developing Countries (2015)
  • 著者名/発表者名: Yukino Baba, Hisashi Kashima, 野原 康伸, 甲斐 瑛子, Partha Ghosh, Rafiqul Islam Maruf, Ashir Ahmed, Masahiro Kuroda, 井上 創造, Tatsuo Hiramatsu, Michio Kimura, Shuji Shimizu, Kunihisa Kobayashi, Koji Tsuda, Masashi Sugiyama, Mathieu Blondel, 上田 修功, 喜連川 優, 中島 直樹
  • 雑誌名: The 21st ACM SIGKDD Conference on Knowledge Discovery and Data Mining (KDD) 巻: 0 ページ: pp.1681-1690
  • DOI: 10.1145/2783258.2788587
• [雑誌論文] Understanding Nursing Activities with Long-term Mobile Activity Recognition with Big Dataset (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造, 上田 修功, 野原 康伸, 中島 直樹
  • 雑誌名: The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications (SSS) 巻: 0 ページ: pp.10
• [雑誌論文] いよいよ本気でユビキタスヘルスケア (Finally, Ubiquitous Healthcare, in Earnest) (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造, 中島 直樹
  • 雑誌名: 情報処理学会誌 巻: Vol. 56, No. 9 ページ: pp.870-873
• [学会発表] BLEセンサの所属を自動判断するIoTシステムに向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 本多 弘典, 潘 新程, 井上 創造
  • 学会等名: SOFT九州支部学術講演会
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 2015-12-12
• [学会発表] 介護事故防止に向けた事故事例テキストの分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 峯崎 智裕, 井上 創造
  • 学会等名: SOFT九州支部学術講演会
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 2015-12-12
• [学会発表] 携帯センサと近接センサを用いた看護業務時間に影響を与える要因の分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯田 達也, 井上 創造, 花沢 明俊, 野原 康伸, 白水 麻子, 杉山 康彦, 中島 直樹
  • 学会等名: 情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム(UBI)研究報告
  • 発表場所: Beppu
  • 年月日: 2015-11-29
• [学会発表] 家庭内行動センシングにおける機械学習データの家庭間転移について (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造, 潘 新程, 花沢 明俊
  • 学会等名: 情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム(UBI)研究報告
  • 発表場所: Beppu
  • 年月日: 2015-11-29
• [学会発表] (Keynote) Pervasive Sensing and Healthcare Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造
  • 学会等名: IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2015-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] 携帯センサと近接センサを用いた看護師行動センシング実験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 磯田 達也, 野原 康伸, 井上 創造, 白水 麻子, 杉山 康彦, 平田 真理, 町田 京子, 中島 直樹
  • 学会等名: マルチメディア，分散，協調とモバイル(DICOMO2015)シンポジウム
  • 発表場所: Iwate
  • 年月日: 2015-07-08
• [学会発表] タブレット端末センサと行動入力Webシステムを用いた生活行動と消費電力の分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 潘 新程, 峯崎 智裕, 磯田 達也, 田中 翔太, 内野 百里, 井上 創造
  • 学会等名: マルチメディア，分散，協調とモバイル(DICOMO2015)シンポジウム
  • 発表場所: Iwate
  • 年月日: 2015-07-08
• [学会発表] 看護師行動分析のための小型無線センサ通信用スマートフォンソフトウェアの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 本多 弘典, 磯田 達也, 潘 新程, 井上 創造
  • 学会等名: SOFT九州支部春季ワークショップ
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 2015-06-21
• [学会発表] 行動認識に基づく異常検知システムの動的な効率化に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 峯崎 智裕, 井上 創造
  • 学会等名: SOFT九州支部春季ワークショップ
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 2015-06-21
• [学会発表] (Invited) Pervasive Sensing for Nursing and Smart Energy Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 創造
  • 学会等名: International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV)
  • 発表場所: Kitakyushu, Japan
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] Nursing Activity Dataset
  • URL: http://nurseact.sozolab.jp