栗原研究室
指導教員 | 栗原陽介 教授 |
---|---|
テーマ | システム工学研究 1.健康福祉分野 2.知識教育分野 3.人間のスキル評価分野 4.環境評価分野 |
研究内容
本研究室では、様々な社会ニーズに応えるため、(i)センサ・計測システムの構築 (ii)時系列データ処理/画像データ処理 (iii)生体情報解析 (iv)システム制御 (v)インテリジェント・システムの構築 (vi)確定的モデル・確率的モデルの構築 に関する研究を行っています。これらはシステム工学を基礎としており、幅広い分野への応用を研究テーマとしています。現在は得に、(1)健康福祉分野 (2)知識教育分野 (3)人間のスキル評価分野 (4)環境評価分野 への応用研究に従事しています。
健康福祉分野
健康福祉分野に関する研究では、在宅環境において心拍、呼吸、体動、イビキ、咳、掻破などの生体情報を、体にセンサを設置せずに計測するセンシング技術を開発し、これらの生体情報から、睡眠段階の推定、不整脈、睡眠時無呼吸の検出、皮膚の掻破の検出などを行い健康の維持・増進に役立てる研究を行っています。また、介護支援のため、在宅環境において、高齢者の転倒や、徘徊を自動的に検出するシステムの構築なども行っています。
具体的な研究テーマ
- 生体情報(心拍、呼吸、体動)の無拘束モニタリング
- 睡眠時無呼吸の自動検知システム
- 睡眠段階の推移確率の推定
- 高齢者の転倒/徘徊検知システムの構築 など
図1.無拘束生体情報計測システム
知識教育分野
知識教育分野に関する研究では、主に脳活動の観点から、学習支援のためのシステム構築に取り組んでいます。言語学習支援に関する研究では、英語などの言語学習時の脳活動を計測することにより、言語習熟度の客観的な指標を構築しています。また、記憶の評価に関する研究では、人間が記憶を想起する際に、言語的に想起しているか、非言語(映像、音など)的に想起しているかを判別する研究を行っています。
具体的な研究テーマ
- 言語習熟度による前頭葉脳血流ネットワーク構造の推定
- 記憶における言語想起、非言語想起の分類による教育、ニューロマーケティングへの応用
- 色聴覚刺激による絶対音感学習時の脳活動分析 など
人間のスキル評価分野
人間のスキル評価システムの構築では、歩行、ランニング、スポーツなどを含む日常動作や、さまざまな作業を簡易なセンサで計測し、どのような行動を行っているかや、スキルを評価するシステムの構築に取り組んでいます。また、運動学習時におけるスキルの上達/後退の数理モデルの構築などに取り組んでいます。
具体的な研究テーマ
- ランニング、ゴルフスイング等スポーツスキルの評価
- 高時間分解能カメラを用いたゴルフクラブフェイスの軌跡推定
- 運動学習における上達/後退に関する数理モデルの構築 など
環境評価分野
環境評価システムに関する研究では、様々な環境の評価に関連した研究に取り組んでいます。例えば、身の回りにある環境において、廃棄されているエネルギーを回収し、再利用するためのエナジーハーベスティングに関する研究や、建設・建築現場における様々な環境(地盤、掘削孔、建築の気密性)を評価する研究に取り組んでいます。また、作業環境における環境刺激(音、香、光など)が、作業者の脳活動へ与える影響の評価などにも取り組んでいます。
具体的な研究テーマ
- LPガス使用時における廃棄エネルギー回収システムの構築
- 建設時の掘削地盤の固さ,掘削孔の形状の評価
- 香りの種類が脳へ与える影響の分析による、効率的な課題遂行環境構築への応用 など
最近の研究論文など
- T. Kaburagi, K. Shiba, S. Kumagai, T. Matsumoto, and Y. Kurihara, "Real-time Fall Detection Using Microwave Doppler Sensor — Computational Cost Reduction Method Based on Genetic Algorithm," IEEE Sensors Letters, vol.3, no.3, article no. 6000404 (2019)
- K. Shiba, T. Kaburagi, and Y. kurihara: “Fall Detection Utilizing Frequency Distribution Trajectory by Microwave Doppler Sensor,” IEEE Sensors Journal, vol.17, no.22, pp.7561-7568 (2017)
- Y. Kurihara, T. Kaburagi and K. Watanabe: “Sensing Method of Patient’s Body Movement Without Attaching Sensors on the Ptient’s Body –Evaluation of “Scratching Cheek”, “Turning Over and Scratching Back” and “Scratching Shin”-”, IEEE Sensors Journal, vol.16, no.23, pp.8271-8278 (2016).
- K. Watanabe, H. Tanaka, Y. Kurihara and K. Watanabe: “A Progression and Retrogression Mathematical Model for the Motor Learning Process,” IEEE Transactions on Human-Machine Systems, vol.46, no.1, pp. 159-164 (2016).
- K. Watanabe, Y. Kurihara, K. Watanabe, T. Azami, S. Nukaya and H. Tanaka: “Bio-Signals sensing by Novel Use of Bi-directional Microphones in a Mobile Phone for Ubiquitous Healthcare Monitoring,” IEEE Transactions on Human-Machine Systems, vol.44, no.4, pp.545-550 (2014).
- M. Yoneyama, Y Kurihara, K. Watanabe and H. Mitoma:“Accelerometry-based Gait Analysis and Its Application to Parkinson’s Disease Assessment. Part 2: A New Measure for Quantifying Walking Behavior,” IEEE Transactions on Neural Systems & Rehabilitation Engineering, vol.21, no.6, pp.999-1005 (2013).
- Y. Kurihara, T. Kaburagi and K. Watanabe:“Development of a Non-Contact Sensing Method for Scratching Activity Measurement,” IEEE Sensors Journal, vol.13, no.9, pp.3325-3330 (2013).
- Y. Kurihara and K. Watanabe:“Development of Unconstrained Heartbeat and Respiration Measurement System with Pneumatic Flow,” IEEE Transactions on Biomedical circuits and systems, vol.6, no.6, pp.596-604 (2012).
研究者情報
教授:栗原陽介 | |
学位 | 博士(工学) |
所属学会 | IEEE、計測自動制御学会、電気学会、生体医工学会、日本知能情報ファジィ学会 |
研究分野 | システム工学、センシング工学 |