| 研究課題/領域番号 |
26330189
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
杉本 千佳 横浜国立大学, 未来情報通信医療社会基盤センター, 特任教員(准教授) (40447347)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 識別モデル / 感性認識 / 特徴量 / ヒューマンセンシング |
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| 研究実績の概要 |
日常生活における人の感性を客観的に評価することは、ヘルスケアや良好な環境構築のために非常に有用であり、生体情報から人の感性状態を定量評価する手法の構築を目指している。温熱環境に起因する快適度評価には温度および心拍、照明環境や音環境では脳波、心拍を用いて感性を評価する手法について検証を行った。
生体情報には個人差や個人内変動が見られることから、感性評価へのこれらの影響評価は重要である。認識に適切な特徴量を抽出・評価し、感性認識の更なる精度向上を図るため、特徴表現の学習に優れたディープニューラルネットのCNNモデルを用いて識別器を構築した。識別器に与える入力データの前処理や入力条件について評価し、学習データに含まれる個人内変動や個人差による選択される特徴量や認識精度への影響を検証し、明らかにした。
個別環境制御においては、それぞれの特徴量に基づく感性評価により制御すると共に、最も支配的な不快要素を改善することが有効であることから、環境要素の変化と生体情報の変化の相関を取り、生体情報に影響を与えた環境要素についてまずは制御を行い、安定後に他の要素に対しての制御を行うことで、他要因による変動を抑え制御を効率化した。日常生活において多数の脳波センサを装着しデータ取得することは実用的ではないため、温度と心拍を活用し温熱および照明環境における制御を行った。また、人の行動にも感性変化による影響が表れると考えられるため、ウェアラブルセンサにより行動状態を評価するシステムを導入した。ユーザーが身につけた複数のウェアラブルセンサから取得されるデータを統合し、生体情報および環境情報からリアルタイムの評価に基づきフィードバックを行うためのシステムを構築した。ユーザーの生体情報や感性状態をスマートフォンで確認でき、管理者や自身でも制御を行うことを可能にした。
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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
感性評価に有効な生体情報から抽出する特徴量を評価し、識別モデルとして、SVM（サポートベクターマシーン）, RF（ランダムフォレスト）、NN（ニューラルネットワーク）等の機械学習手法を用いて各感性について有効な識別器を構築した。また、新たにCNNモデルを用いた識別器を開発し、生体データの変動性、個人差、個人内変動が感性評価の特徴量選択及び認識精度に与える影響について評価し、明らかにした。感性状態の変化は行動状態にも影響を及ぼすと考えられるため、感性状態に紐づけた行動状態を認識するための識別器も開発した。生体情報はウェアラブルセンサで取得し、近距離無線によりスマートフォンでデータ収集し、サーバーにデータ送信してフィードバックを得られる。
感性評価の利用対象環境として、環境整備による集中度合いや効率性の向上が重要と考えられる教育学習やオフィスワークを想定し、感性評価および行動状態評価の実験を行った。想定したシナリオ内での実験評価により、十分な精度の認識結果を得られることが確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
感性評価の対象環境として、教育学習やオフィスワークを想定し、対象とするワークに応じて、感性状態と紐づく行動状態を認識するために用いるセンサ及び抽出するパラメータ、識別アルゴリズムに改良を加える。また、より一般的な環境下での認識評価実験を行い、精度を検証して、全体システムに改良を加える。また、得られた研究成果を学会において発表する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
感性評価に用いる生体データの変動性、個人差、個人内変動が大きく、評価のための実験環境および条件を整備するために時間を要するとともに、識別モデル作成のための特徴量選択において、その学習・評価と変動の影響検証、特徴量自動選択機能の導入に想定以上の時間を要したため。また、感性評価の対象環境として、環境や心理状態が成果に与える影響が大きい教育学習やオフィスワークを想定し、行動状態を認識するシステムも導入したため、環境と行動及び感性の認識手法構築に時間を要した。このため、これらのより一般的な環境下での認識評価実験をさらに行って精度を検証し全体システムを改良する必要がある。また、得られた研究成果を学会発表するためにも使用する必要がある。
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| 次年度使用額の使用計画 |
一般的な環境下での認識評価実験を行うため、また、精度を検証した上で全体システムに改良を加えるために、予算を使用する。また、得られた成果を学会発表するための旅費と講演参加費として使用する。
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