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Research on the real-time fall prevention system using IMU sensors based on machine learning methods which can be used anywhere on daily basis

基于机器学习方法的IMU传感器实时防跌倒系统研究，可在日常任何地方使用

基本信息

批准号：
21K12798
负责人：
戸谷伸之
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido Information University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12798/
关键词：
歩容解析転倒防止機械学習 IMU 歩容分析

项目摘要

本研究の目的は，上肢のセンサで得られた加速度等のデータから転倒の危険性のある歩行等，歩容の異常を判別する方式を提案し，その判定精度の向上を図り，転倒防止システム実現の可能性を検証することである．2022年度は，機械学習によってどの程度の精度で歩行状態の判別が可能かを調査することを目標として，以下の内容で研究を進めた．転倒の危険性のある歩行として，これまでの主な判別対象である「足上げ高さの不足した歩行」に加え，「ふらつきのある歩行」についても重要視し分析を行った．「ふらつき歩行」は，転倒の危険性のある歩行状態として重要であると考えられる．ここでは加速度データの数値の大小だけでなく機械学習を適用した際の判別精度を求め，本方式の有効性について調べた．機械学習で用いる特徴量として，加速度データだけではなく他のパラメータの有効性についても調べた．検討複数のアルゴリズムを適用して分析した結果，特定のアルゴリズムにおいて特に高い正解率が得られ，本方式における歩容判別に有効であることが確認された．また公開された歩容データを用いて回帰分析を行った．これまで足上げ高さが閾値を超えるかどうかで判別を行ってきたが，今回はさらに数種類の機械学習を用いた回帰分析により足上げ高さを推定した．この結果，特定のアルゴリズムを用いた場合に真値との相関が高くなることが明らかになった．最終年度となる2023年度はこれまで求めてきた判定性能を踏まえ，具体的に転倒防止システムの実現方法について検討し，その有効性を調べていく予定である．

The purpose of this study is to propose a method for determining the abnormality of the movement of the upper limb, to improve the accuracy of the determination, and to investigate the possibility of detecting the occurrence of the movement of the upper limb in 2022. The following contents are studied. The main object of discrimination is to add "insufficient walking" to "dangerous walking" and to analyze important views. "" This method is effective in adjusting the magnitude of the acceleration value and the accuracy of the determination when mechanical learning is applied. Mechanical learning is characterized by the use of characteristics, acceleration, and other characteristics. This method is used to determine the correct rate of a specific case. This is the first time I've ever seen a woman. This is the first time that a computer has been used to analyze a computer system. The result of this is that in certain cases, the true value of the correlation is high. The final year is 2023, and the performance of the project is determined. The specific implementation methods of the project are discussed and the effectiveness of the project is adjusted.