共同研究・競争的資金等の研究課題

本研究は、生活期の脳卒中患者を対象に、身体機能・生活環境・社会的要因の統合解析を通じて、脳機能回復を促進する建築設計理論の確立を目指すものである。非接触型モーションキャプチャやLiDARを用いた網羅的計測を実施し、実生活環境における動作データと住空間構造の関係を解明する。得られたエビデンスに基づき、患者ごとに最適な生活空間を自動生成する支援ツールを開発し、自発的な機能回復を支援する次世代の建築指針を提示する。

本研究は、MEMSとサンプリングモアレ法を組み合わせることにより、生物の運動に伴う力のベクトルを高力分解能かつ高時間分解能で計測でき、かつ作りやすく使いやすく普及しやすい力センサプラットフォームを創成する。具体的には、人の歩行時の足裏反力分布をフォースプレートアレイで、海洋生物の遊泳時の対水速度ベクトルを流速センサで、昆虫の羽ばたき飛翔時の飛翔力を6軸センサプローブで計測することを目指す。

本研究では、運動器疾患罹患者もしくは予備軍を主な対象とし、動作計測システム、環境設置型の環境センサおよび時計型のウェアラブルセンサから構成される見守りインフィルを住宅内に導入することで、日常生活中の動作計測と動的な環境情報および身体情報の取得を長期にわたり実施する。医師による定期的な診断結果より得られる真の身体機能レベルを用いて、環境要因および身体要因の変動と、取得される動作パラメタの変化からそれらの要因が動作に与える影響を定量化する。これにより将来的に定期的な医師による診断を受けずに、見守りインフィルのみから真の身体機能レベルを推定することが期待される。

本研究は住宅内に導入可能な歩行情報取得システムを構築し、これを用いて居住者の運動器疾患の発症危険性検知が可能な歩行t軸（時間軸）推移モデルを構築することを目的とした。提案システムの居住空間への導入可能性の検証、および運動器疾患の早期診断に役立つ指標の開発を達成した。提案システムはRGB-Dセンサ搭載ロボットを用いて対象者の下肢関節座標および角度を推定する。ロボットが対象者から一定距離を保つことで、距離の制限のないデータ取得が可能である。階段歩行では、センサを階段下と階段上に設置し同システムを適用する。搭載センサで取得した対象者の後ろ姿の深度データ（距離データ）を用いて歩行情報を推定する。 提案システムの精度を直線歩行と階段歩行において検証したところ、従来手法よりも高精度で推定が可能であった。居住空間内での試用実験では、方向転換時など片足が死角に入る場合を除いて歩行情報推定が概ね可能であった。被験者が歩行した全経路のうちデータ取得可能であった区間は平均54 %であったことから、日常的にシステムを運用させた場合に従来の歩行テストと比較して十分なサンプル数が得られると考察される。 運動器疾患として特に高齢者に罹患者の多い変形性膝関節症（膝OA）を取り上げ、地域在住高齢者を対象とした計測会において提案システムによる階段歩行計測を実施した。取得データから膝関節の空間上の軌跡を用いた独自のパラメタを算出したところ、膝関節部のレントゲン画像を用いた理学療法士による膝OAの5段階診断結果と相関が認められ、膝OAリスク評価指標の新たな提案と位置付けられた。 膝OAは膝関節の変形と疼痛が徐々に進行するため、自覚症状が出る頃には既に介入が手遅れと言われる。本研究では提案システムを用いた膝OAの早期発見の可能性を示唆した。提案システムの活用により運動器疾患の早期発見による健康寿命の延伸が期待される。 平成30年度が最終年度であるため、記入しない。 平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

個人の身体機能に適した居住環境整備は、加齢や疾患などにより身体に障害を持つ人の生活動作の自立を促し、介護負担の軽減に貢献する。本研究では、居住環境が持つ人への動作支援性能の定量評価手法を提案し、居住環境整備プロセスを体系化することで個人の身体機能に適切な居住環境整備の実現を目指す。歩行動作を対象とし、家具や建具のもつ「寄り掛かれる」「把握できる」などの記号的な属性情報を数値的に扱うための人・居住環境間の力学的インタラクションモデルの提案と、空間の歩行支援性能評価を目的とする。この研究を居住環境整備に活用することで、必要十分な歩行支援による生活の自立に寄与し、健康寿命延伸に貢献する。