| 研究課題/領域番号 |
26750235
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| 研究機関 | 長崎総合科学大学 |
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研究代表者 |
水野 裕志 長崎総合科学大学, 工学部, 講師 (30591234)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | スポンジボール / 測温部 / モデル化 / 予測精度 / 予測時間 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，高齢者，特に痩身者にも簡単に使用できる予測式電子体温計の研究開発を目的としている。測温部にスポンジボールを取付けることで，弱力で且つ様々な形態の腋窩にもフィットできる構造を持ちながらも，短時間(100秒程度)に±0.2℃の精度で体温測定ができることを目標としている。本年度の研究成果を以下に示す。
(1) 一般に市販されている水分吸収のない単独(独立)気泡のスポンジボールを測温部とし，電子体温計の試作(以下、試作体温計)を行った。発汗による測温部位での気化や衛生面を考慮し，スポンジには高熱伝導率のシリコーンコーティングしている。試作体温計は5つの構造物からなるため，測温部を電気回路でモデル化すると，サーミスタが感知する温度変化は5次式の測温部モデルの解として得ることができた。
(2) モデル式を検証する為に，初期温度を一定とし，貯留型標準恒温槽(以下，恒温槽とする)の内部に溜めた水道水の温度を32℃から42℃，1℃毎に変化させて，測温部を浸漬させ1200秒間の温度変化を計測した。実測値とモデルを比較すると，たいへん良く再現できていることがわかり残差±0.12℃以内でフィットできた。同様の方法で，初期温度が一定でない場合も残差±0.12℃以内でフィットできることを確認した。
(3) モデルを用いて予測アルゴリズムを開発し，収集したデータから予測精度を検証した。結果，飽和温度36℃から42℃の範囲では，予測精度:±0.36℃以内，予測時間:最大167秒であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
自己点検による評価としては，おおむね順調に進展していると考えている。しかしながら，測温部に取付けるスポンジ材料について，異なった材料の検討やデータ取集が不足しているのが現状である。さらに，スポンジボールの大きさも熱伝導を左右するため，人の体温データを用いた検証も早急に行わなければならない。モデルを用いた予測アルゴリズムはいくつか検討しているため，その中でも高精度短時間を実現できる予測方法の検証を行う必要がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に引き続き，これまで得られた結果を基に，収集中である人の体温データから最適スポンジ材料を用いた測温部モデルの高精度化を図る。人の腋窩では外的要因やスポンジの特性，また，体表面との接触熱抵抗などの影響より誤差が生まれてくるため，予測アルゴリズムのさらなる改良を含めた検証を行う。高精度化には，モデルに用いるパラメータの推定が重要となってくることから，引き続き数値計算解析ソフトウェアであるMATLABを使用し，算出した温度変化式を用いたモデルシミュレーションを繰り返す。また，マイコンを用いた予測アルゴリズムの開発を行うため，消費電力等を考慮しながら，試作体温計に使用するマイコンの選定とプログラム開発を行う。MATLABのコードジェネレータを使用し，プログラムを移植しながら，動作や計算精度の確認を繰り返し行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初計画していた球状型スポンジの成型部品の製作を行わず，選定したスポンジ材料を球状に熱加工し，測温部を試作したため，コスト削減が可能となったのが理由である。また，研究成果発表についても，学会が同じ所在である長崎市内の大学で開催されたため，諸経費が必要でなかったのも理由に含まれている。
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| 次年度使用額の使用計画 |
前年度に試作した球状型スポンジ付き測温部のデータを基に，コーティングも可能な球状型スポンジの成型部品の製作を行う。また，人の体温データの収集と解析に用いる装置の購入も含め，詳細な使用計画に含める。今年度は助成最終年度であるため，分野関係学会，論文発表にも出来る限り参加しその費用に使用する。
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