佐藤教授
佐藤亨 情报学研究科教授も一員の本学Center of Innovation（COI）拠点において、佐藤亨 情报学研究科教授と、パナソニック株式会社が共同で研究開発を行い、離れたところから非接触で高精度に心拍数および心拍間隔を計測できる生体情報センシング技術を開発しました。
背景
近年、生活习惯病の予防や日々の健康増进のために、さまざまな生体情报を常时モニターし、管理したいという要望が高まり、小型で高感度なセンサーと、ネットワークを介したクラウド情报管理を组み合わせたさまざまなセンサーシステムが提案されています。しかしながら、现状では小型化されているとはいえ、多くのセンサーは身体に接触?装着する必要があり、测定时にストレスを感じさせないカジュアルな生体情报センシングが强く求められていました。一部では电波やカメラを利用した非接触の生体センシングも提案されていますが、接触型に比べてその精度には课题がありました。佐藤教授らは、センサーとして高感度なスペクトラム拡散レーダーを用い、独自の信号処理技术を组み合わせることによって、心电计と同程度の高感度な心拍／心拍间隔测定に取り组んできました。
研究手法?成果
人体の表面は呼吸や心臓の鼓动に応じて动きます。このわずかな动きを、パナソニックのスペクトラム拡散レーダー技术によって高感度に捉えます。広帯域レーダーを用いることで测定范囲を限定し、心拍计测に影响を与えるノイズを除去することで、高感度测定を実现すると同时に、1台のレーダーで复数人の动きの同时计测を可能にしました。计测されるレーダー信号の中には、心臓の鼓动、呼吸、体动などに起因する信号が含まれます。本学はレーダー信号の中の心拍信号について位相特徴点を抽出し、特徴点の时系列パターンから心拍间隔を推定する独自のアルゴリズムを开発しました。その结果、レーダー信号から呼吸信号、心拍信号を分离して、平均心拍数だけでなく、リアルイムで心拍间隔まで测定することが可能になりました。このように、高感度の広帯域レーダーを用いて离れたところからリアルタイムで高精度に心拍间隔まで计测したのは世界初の成果となります。
波及効果
ミリ波レーダーの电波は衣服等を透过するため、着衣时や就寝时も使用可能で、呼吸や心拍を常时モニターすることが可能になります。また、今回、心拍间隔をも正确に测定することが可能になったため、日常生活や仕事の作业を妨げることなく、心拍间隔変动から自律神経の状态を推定することも可能になりました。この结果、家庭やオフィスでの人々の自然な健康状态やストレス状态などの测定が可能になり、この情报を用いたさまざまな新しい応用サービス?システムの展开が期待されます。
今后の予定
今后、试作机を用いた実証実験を通じて、実生活状态での生体情报のカジュアルセンシングを実现するとともに、得られた生体情报を用いた健康管理、アドバイス等のシステムに仕上げ、谁もがほっこりと安心して暮らすことができる社会の実现を目指します。
実証デモの様子
