top of page

生活セントリック
デザインラボ

生活を深く理解することで「手に負えない」を「手に負える」へ変化させる生活セントリックデザイン

人間の機能が変化し続けることが当たり前の時代が到来しています。人間の計測・分析、システムデザイン、サービスにおけるUX/UIデザイン、安全工学、複雑システム科学などの従来から人間中心を扱っていたあらゆる領域において、時間変化する人を扱う新たな方法論が求められています。

生活セントリックデザインラボでは、IoT・ロボティクス、人工知能、ビッグデータを活用し、心身機能が変化し続けても、その変化を飲み込み(織り込み済みにし)、その人の生活を安全で社会参加が高い状態へ持続的にデザイン可能にする科学技術領域(パラダイム)の創造を目指しています。

研究機関、行政機関、リビングラボ(実務者)などとの多職種連携によって、子どもや高齢者の生活支援・傷害予防などの社会課題に対し、状況という系を扱う数理技術、ビヘービア・ベースのセンシング技術、個人長期間計測による非エルゴ―ド的人間理解技術、生理・行動・心理・社会モデルを統合した生活モデリング・シミュレーション技術、困難を生み出す背景理由(社会的決定要因等)の考慮によって一段深く行動変容を生み出すエンパワメント技術、などの新たな技術を開拓しながら社会インパクト駆動型で進めています。

​大学院むけ研究室の説明・見学会

一緒に社会を変える研究をしませんか? 大学院入試等のため研究室の説明や見学を希望する人は、以下より申し込んでください。

希望する日程を選んでください。

Thanks for submitting!

最近のニュース

IMG_9111_edited.jpg
2024-05-21 18.17.41.jpg

​新人歓迎会2024

新メンバーとともに恒例の手作り料理(ピザ、パエリア、餃子)による新人歓迎会を行いました。

2024-05-04 16.49_edited.jpg

​2024/5 研究発表(教育工学に関する国際会議)

計算機を援用した教育に関する国際会議 The International Conference on Computer Supported Education(CSEDU2024)にて口頭発表を行いました。

  • Mikiko Oono, Masaaki Ozaki, Shreesh Babu Thassu Srinivasan, Yoshifumi Nishida, "Effects of Information Granularity on Health Education: An Artificial Intelligence-Based Situational R-Map Analysis," The International Conference on Computer Supported Education, 2024

2024-04-25 11.15_edited.jpg

2024/3 ​研究発表(情報処理技術に関する国際会議)

M2の篠沢遼さんが、アンビエントシステムに関する会議(The 15th International Conference
on Ambient Systems)で口頭発表を行いました。

  • Ryo Shinozawa, Mikiko Oono, Satoko Hotta and Yoshifumi Nishida, "Micro Happiness Episode Data Service for Supporting Well-Being with Dementia," The 15th International Conference on Ambient Systems, March 25 2024

IMG_9651_edited.jpg

​新しいメンバーが増えました。

新B4として稲垣さん、川辺さん、髙木さん、新M1として泉谷さん、近藤さんが配属になりました。

栗林さんが研究員として、岸村さんが技術支援員として着任されました。

IMG_3797.jpg

​卒業おめでとうございます。

3/26に、M2の池谷さん、島田さん、野村さん、B4の多田さん、能崎さん、半田さんが卒業しました。

IMG_8514_edited.jpg

​M2の野村彩乃さんが、ESDコース優秀学生賞を受賞しました。

TokyoSymposium240327.png

東京都セーフティ・レヴュー(基礎研究事業)のキックオフシンポジウム

3/27に今年度スタートした子どもの傷害予防に関するキックオフシンポジウムを開催します。詳しくはこちらから。また、3/14にも関連するセミナーが開催されます。

IMG_7735_edited.jpg

川崎ウェルテックの展示会

3/15の川崎ウェルフェアイノベーションフォーラムで開発製品が展示されました。

WelfareForum2024_edited.jpg

川崎ウェルフェアテクノロジーラボの成果発表

3/15に川崎市との共同研究(川崎ウェルフェアテクノロジーラボ)の成果を発表します。くわしくはこちらから。

CoreBodySensor2.jpg

最近の成果(論文の掲載)

深部体温推定に関する成果が国際ジャーナルに掲載されました。

  • Yuki Hashimoto, Soto Tada and Yoshifumi Nishida, Improvement of Environmental Robustness in Non-invasive Core Body Temperature Sensor Studied Numerically and Experimentally, Sensors and Actuators: A. Physical, (2024) doi:https://doi.org/10.1016/j.sna.2024.115136

AHFE2023-Shimada.jpg

研究発表(国際会議 AHFE 2023)

11/7にハワイで開催された人間工学にj関する国際会議(AHFE 2023 Hawaii ed.)において、口頭発表しました。

  • Natsuki Shimada, Kota Noto, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida, "Behavior-based understanding of elderly people with dementia: A hierarchical classification of daily object use," 2023 AHFE International Conference on Human Factors in Design, Engineering, and Computing (AHFE 2023 Hawaii Edition), Emerging Technologies in Healthcare and Medicine, Vol. 116, pp. 317–326, 2023

  • Yusuke Miyazaki, Kohei Shoda, Koji Kitamura and Yoshifumi Nishida, "Analysis of Stair-Ascent Activities with Handrail Use in Daily Living Space and Motion Features using RGBD Camera," Proc. of 2023 AHFE International Conference on Human Factors in Design, Engineering, and Computing (AHFE 2023 Hawaii Edition), Emerging Technologies in Healthcare and Medicine, Vol. 116, pp. 8-15, 2023

IMG_3702.jpg

研究発表(IEEE Sensors2023)

10/31にオーストリア・ウィーンで開催されたIEEE Sensors 2023にて、修士2年の池谷君が、口頭発表(Lecture)に採択され、発表を行いました。

  • Ryuichi Ikeya, Yoshifumi Nishida, "Visual Force Sensor to Estimate External Force Distributions from Shape Deformation," Proc. of IEEE International Conference on Sensors, 2023 

ChildhoodInjuryPreventionAdvisoryOpinion2023.PNG

9/28 日本学術会議から子どもの事故予防に関する見解が公開されました。

日本学術会議臨床医学委員会・心理学・教育学委員会・健康・生活科学委員会・ 環境学委員会・土木工学・建築学委員会合同子どもの成育環境分科会が作成した見解『こどもの傷害を減らすためのデータ収集および利活用の促進』が公開になりました。

Symposium230916.PNG

9/16 に日本学術会議主催シンポジウム 『動き出す、こどもまんなか安全社会』を開催しました。

事故による子どもの傷害は多発しており、傷害データを活用し、子どもの傷害の数を減少させる仕組みの構築が急務となっています。日本学術会議・子どもの成育環境分科会では、見解(案)「こどもの傷害を減らすためのデータ収集および利活用の促進」を取りまとめました。本シンポジウムでは、見解(案)で示す目指すべき社会像と、その社会像の実現に向けて動き出している新たな取り組みを紹介します。課題の指摘にとどまることなく、国や地域で始まっている新たな胎動を参加者と共有すること、また、今後、社会実装を進める上での関係者間のネットワークづくりを促進したいと考えています。詳しくはこちらから。

​当研究室では、見解(案)の基礎となる技術開発にこれまで関わってきましたが、いよいよ社会実装に向けて動きだします。

当日の様子はこちらの動画をご覧ください。

​社会実装・地域連携プロジェクト

川崎市、産業技術総合研究所との共同プロジェクト「川崎ウェルテック」が2021/8/31からスタートしました。

川崎ウェルテック(Kawasaki Welfare Technology Lab)の開所

2021年8月31日

研究テーマ:人間中心から生活中心へ機械システムの統合原理を拡張する生活セントリックデザイン

人生100年時代の到来により、高齢者か子どもなどの生活機能が変化する人たちが、健康で安全に、そして、高度な社会参加を可能とする社会の構築(生活機能レジリエント社会*)が求められています。健康、安全、参加等の問題は、いずれも、現在は、個人の努力の問題として扱われていますが、実際には、個人の手に負えない問題ばかりです。

手に負えない社会問題解決のためには、対象となる人間だけに注目するのではなく、課題が発生している実際の生活の場を含めた生活システム全体で人間を理解することが必要です。そのうえで、状況を手に負える化するための新たな人工物を、実際に機能している生活システムへと統合することで、生活システムを拡張する方法論が不可欠です。​生活セントリックデザインでは、生活状況を計測し、計算し、デザイン可能にする技術体系の創造をめざし、以下のような研究テーマに取り組んでいます。

形状計測時代にマッチした新たなセンサ化原理(Sensorization of deformable things):1990年代からセンサを埋め込むユビキタスコンピューティング技術、もしくは、同様の概念がIoTと呼び名を変えて発展してきました。一方、最近、安価なデプスカメラと機械学習の発展によって、日用品の形状変形情報から人間の活動を計測する新たなセンサ化技術が可能になりつつあります。センサ埋め込みの方法ではない今後の新たな流れとして、形状計測時代が射程とする新たなセンサ化、IoT化技術を開発しています。

非エルゴ―ド的人間理解技術(生活状況観察・理解技術):従来は、ラボや専門機関で短期的に多人数でデータを集めることで、集合平均=時間平均というエルゴ―ド的人間理解の研究が数多くなされてきましたが、感度が高い変化の検出が困難でした。しかし、IoTに発展によって、個人の長期の時系列データ計測を行い、感度の高い個人内変化の検出が可能になりつつあり、この新しい原理に基づいた生活理解技術を開発しています。

ビヘービアベースド生活理解技術(生活状況観察・理解技術):在宅環境でも環境の形状データ、姿勢データ等が取得可能になっています。姿勢認識・行動認識を前提とした、あるいは、事前に認識すべき対象が明確ではない行動に対して、教師無しで分類を行うことで理解するビヘービアベースドなアプローチが可能になっており、生活理解・生活支援技術に大きな変革をもたらしつつあります。乳幼児や認知症高齢者などに対して、こうした新たなビヘービアベースドアプローチを用いた生活理解技術の開発を進めています。1980年代に隆盛した包摂アーキテクチャーのロボットモジュール的ビヘービア、2000年代の行動経済学の心理的ビヘービアとは異なり、観察可能な行動現象から日常生活現象の理解やモデリングを進める新たなアプローチを目指しています。

状況の数理技術(生活状況という系を扱う数理技術):テキスト情報から得られる状況の意味論的ビッグデータ, センサから得られる状況の物理現象的データを活用し社会現象および物理現象の両方から人間の生活状況を観察可能にする技術や、これらの観察データから状況の全体像の理解、介入すべき状況の抽出、状況の再現や予測を可能とする技術を開発しています。文字、画像、動画というこれまでの多次元マルチメディアの方向だけではなく、環境と人からなる系の構成要素自体が変化する系を扱う方法論が求められています。

事例工学(Episode Engineering)技術:以前は、紙の大きさに情報が制約された時代がありました。例えば、知識伝達は、A4サイズの紙1枚以内とか両面で収まるようになどという時代がありました。そのため、専門家しか分からない、場合によっては、専門家でも分からないような抽象的な表現が取られていましたが、電子化の普及により情報媒体が大きく変化しています。知識表現それ自体が変わりつつあります。分厚い事例(エピソード)のデータベースがあり、それを状況に合わせて巧みに検索できるような形態の知識も現場に役立つ新たな情報提示であり、具体化困難な抽象的表現の問題の解決に繋がる可能性があります。

生活レイヤに踏み留まる生活シミュレーション技術:以前から、そして、今なお、機械工学では、有限要素解析技術をはじめとする物理的シミュレーション技術がよく利用されていますが、人を含んだ生活機械システムのモデリングやシミュレーションは未だよいものが存在しません。これは、支配方程式がないからです。そのため、そのような方程式が存在するミクロ側かマクロ側へと展開され、逆に、生活からどんどん遠ざかる方向へと研究が展開されがちになります。上述した、非エルゴ―ド的理解、ビヘービアベースド理解、状況数理技術、事例工学などを有機的に結びつけて、生活を計算可能なシミュレーションの開発を進めています。

リアルな生活条件下で機能する技術のための生活システム統合技術:社会実装をAttitudeの問題(寄り添いの問題)だけに帰着させないためには、そのための方法論が大切です。実際の生活環境で機能する際に最も重要なことは、実際の生活条件をよく知ることです。リアルな生活条件下で実際に機能する生体計測技術(ex., 深部体温推定)など、行動モデル、バイオメカニカルモデル、心理モデル、生活状況モデルを生活システムとして統合する研究を進めています。

Empowering Reality技術(生活デザイン技術):一般家庭、保育所、介護施設などの生活の場をデザイン可能にするためには、従来のように、課題に対応した様々な提案を行うだけでは不十分で、それらの提案が実際の生活場面で受け入れらない本当の理由に関する膨大なデータを取得し、その困難世界を乗り越えるための提案が不可欠です。こうした困難データ(不可能世界)の収集や、エンパワメント(可能化支援)のための情報提示技術や機械システムの研究を行っています。

これらの研究を、傷害予防学研究会(Childhood Injury Prevention Engineering Council)、産業技術総合研究所、東京都健康長寿医療センター、日本スポーツ振興センター、東京消防庁、東京都、神奈川県川崎市、厚木市、秩父市、長崎県大村市との多職種連携体制で研究を推進しています。

(*)生活機能レジリエンスとは、ロボット、AI、社会サービスなどによって、心身機能が変化しても、なお、健康で安全に社会参加ができる状態へと支援していくれることを意味しています。

NishidaLabPoster2023-jp_edited.jpg

生活状況センシング技術

暑熱対策向けウェアラブルセンサ

熱中症対策に向け、活動中の暑熱リスクの把握に有益な生理指標である深部体温、心拍数、発汗量を計測するウェアラブルセンサの開発を基礎・応用の両面から進めています。

  • Hashimoto Y, Ishihara T, Kuwabara K, Amano T, Togo H (2022), “Wearable Microfluidic Sensor for the Simultaneous and Continuous Monitoring of Local Sweat Rates and Electrolyte Concentrations,” Micromachines, vol. 13, No. 4, 575, doi: 10.3390/mi13040575.

  • Hashimoto Y, Sato R, Takagahara K, Ishihara T, Watanabe K, Togo H (2022), “Validation of Wearable Device Consisting of a Smart Shirt with Built-In Bioelectrodes and a Wireless Transmitter for Heart Rate Monitoring in Light to Moderate Physical Work,” Sensors, Vol.22, No.23, 9241. DOI: 10.3390/s22239241.

以下の団体の補助金により、計測技術を発展させる研究が進行中です。

banner2.png
keirinjp_banner_pc.gif
暑熱対策向けウェアラブルセンサ_20230821.jpg

身体保持力場の全空間マッピング

ウェアラブルセンサと姿勢認識機能を組み合わせ、いつ、どこで、体をどのように支えているのかという身体保持力場の解明のための新たな計測・分析技術を開発し、生活機能レジリエントなプロダクトデザインへの展開する研究を行っています。

  • Ayano Nomura, Yoshifumi Nishida, "Visualization of Body Supporting Force Field of the Elderly in Everyday Environment," Proc. of IEEE International Conference on Sensors, 2022

SupportForceVisualization.png

在宅階段手すり型IoTセンサを用いた複数人の高齢者の昇降特性理解

階段手すりに埋め込まれたセンサから歩行速度や把持ダイナミクスの長期トレンドを分析可能にする技術を開発しています。

  • Moe Hamada, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida, “Ambient understanding of stairway ascension and descension by the elderly using a handrail-based force sensor.” Procedia Computer Science, Vol. 177, pp. 405-414, 2020

living-dynamics2.JPG

バッテリレス靴型位置センサを用いた認知症高齢者モニタリング

歩行時に発生する足裏の力変化を活用し、電池なしで位置を追跡可能にする技術を開発しました。

  • Kazuya Takahashi, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida, Hiroshi Mizoguchi, "Battery-less shoe-type wearable location sensor system for monitoring people with dementia," Proc. of the 13th International Conference on Sensing Technology, pp. 12-15, December 2 2019 (Macquarie University, Sydney, Australia) (Best Paper Award)

shoe-IoT.JPG

Vision-based Force Sensor

安価なデプスカメラと機械学習を活用し、日用品の形状変形情報から人間の活動を計測可能にする新たな力センサ技術を開発しています。

  • Ryuichi Ikeya, Yoshifumi Nishida, "Visual Force Sensor to Estimate External Force Distributions from Shape Deformation," Proc. of IEEE International Conference on Sensors, 2023 

VisulalForceSensor.png

生活状況理解技術(状況数理技術・非エルゴ―ド的人間理解技術)

ビッグデータを用いた状況リスク可視化

リスク要因として「状況(コンテクスト、プロセス)」を計算可能にする手法を開発しました。疫学的手法とテキストデータの分散表現技術を融合することで、典型的かつ重要な状況を可視化する技術を開発しています。状況R-Map手法は、学校現場のリスク分析に利用されています。

  • Masaaki Ozaki, Yoshifumi Nishida, Tatsuhiro Yamanaka, "Prioritizing Injury Situation to be Prevented Based on AI-Aided Situational R-Map," Injury Prevention, Vol. 28, supple 2, 2022

Situational Rmap_edited.jpg

高齢者の生活支援のためのフレイル早期発見や身体機能変化検出を可能とする非エルゴ―ド的人間理解

高齢者リビングラボ(在宅環境)による個人の長期間の在宅データを用いて、身体機能の微細な変化を捉える非エルゴ―ド的人間理解のための新たなセンシング技術、および、データサイエンス手法を開発しています.

  • Moe Hamada, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida, "Individual and longitudinal trend analysis of stairway gait via ambient measurement using handrail-shaped force sensor," IEEE International Conference on Sensors, 2021

DataScienceByHandrail.JPG

ビヘービアベースドな乳幼児発達行動診断

行動を直接認識対象とすることにより,高精度な発達段階推定を可能とする新たなビヘービアベースドな診断手法を開発しています。

  • Yoshifumi Nishida, Kento Komori, Miho Nishizaki, "Automated Infant Developmental Stage Estimation Method Using Image Processing and Denver II," Injury Prevention, Vol. 28, supple 2, 2022

InfantAtHome.png

データ駆動型乳幼児よじ登り行動シミュレーション

従来、運動能力・認知能力が複雑に絡む、子どものよじ登り行動をシミュレーションする技術は存在していません。よじ登り行動データベースから予測する技術を開発しています。

  • Tsubasa Nose, Koji Kitamura, Mikiko Oono, Michiko Ohkura and Yoshifumi Nishida, "Data-driven Child Behavior Prediction System Based on Posture Database for Fall Accident Prevention in a Daily Living Space," Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 2020

climbing-simulation2.JPG

生活状況デザイン技術

Empowering Reality技術

新しい技術が使われない理由を考慮しながら、その個人が技術を使っている状態へと変化させてくれる技術Empowering Reality技術の開発を行っています。コロナ禍で急速に普及した遠隔会議技術と、画像処理・AR技術・状況グラフ技術を統合し、一般家庭、保育所、高齢施設等の仮想訪問時にその場で状況デザインを支援する技術を検証しています。

  • Mikiko Oono, Thassu Srinivasan Shreesh Babu, Yoshifumi Nishida, Tatsuhiro Yamanaka, "Empowering Reality: A New Injury Prevention Education System to Promote the Empowerment of Child Caregivers," The International Journal of Ubiquitous Systems and Pervasive Networks (JUSPN) , Vol. 18 , Issue 1, pp. 01 - 08, 2023

enpowering-reality.JPG

生活機能レジリエントデザイン

生活機能の変化に対してシームレスな自生活機能低下者には、福祉用具という従来の考え方からのパラダイムシフトを狙いとして、立支援となる新たなデザインを提案しました。

  • Mikiko Oono, Ayano Nomura, Koji Kitamura, Yoshifumi Nishida, Shunsaburo Nakahara,  Hisashi Kawai, "Homeostatic System Design Based on Understanding the Living Environmental Determinants of Falls," Proc. of the IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics, 2023

G_118085ok.jpg

免疫学を応用したリスク制御システム

日々出現する多様な危険源にうまく対応している生体機能に免疫があります。病原体に対して免疫が持っている「抗原の多様性に対する予防機能の特異性」を情報学の観点から再現し、生活環境下の致死性状況の対応へと応用した「リスク免疫情報システム」の開発を進めています。

  • Yoshifumi Nishida, "Societal Immunizing System: A New Approach to “Never Again” Function of Fatal Situations in Everyday Live," IEEE International Conference on System, Man, and Cybernetics, 2023

immune-informatics.JPG

疫学と現場データを統合した生活環境適合型リスク管理システム​

疫学と現場の傷害発生状況が類似したものを抽出することで今後起こりうる事故のうち,対策を優先すべき事例をVR/メタバース空間に提示するアルゴリズムを開発しています。

VR.JPG

目指す研究活動・研究者像

IMG_0567.JPG

社会と相互作用するデザイン

現場のディテールを観察することで、生活機能の構造的・定量的理解に基づいて問題構造を見つけ、社会的な問題として表出させ、現実的なソリューションを機械工学・情報工学等の知識を活用し、地域社会と生活者の制約条件を満たしつつ、多職種連携で開発し、持続可能な社会システムとして根付かせるまでの一貫した活動が推進できる技術者・研究者の育成

2016-12-21 16.40.39.jpg

生活セントリックデザインラボの7つの原則

  1. 現実問題・ニーズに対峙せよ.

    • 具体的な課題・本当にある問題を扱え.現実の世界は,基礎的な科学研究を導くよい研究課題の,もっとも豊かな土壌.(by Herbert A. Simon)

  2. 社会を変える具体的なストーリを作れ.

    • 技術が実際に役立つまでをコンプリート(一貫)させるシナリオを作れ. (by 金出武雄先生)

  3. 土台・土俵が無ければ,そこから作れ.

    • 「未整備」と指摘するだけではなく、「未整備」を克服する方策を考えろ.野党ではなく、与党になれ。

  4. 明日の常識・理論を作れ. 

    • 現実問題の解決に役立つ理論を目指せ.将来, 当たり前となる常識を作れ.技術がグロテスク化したら学術病を疑え.テーマを見直せ.

  5.  複雑系は,複雑系で解け.

    • 解きたい対象が複雑系であれば,解く体制も複雑系で取り組め.  

  6. ユーザ指向で完成度の高い技術まで極めよ.

    • 実用はゴールではなく,スタートと考えよ. 実用されることでしか,手に入らないデータがあり、そこからしか始まらない科学がある.実用は大きな価値.

  7. 知的好奇心から「知的解決心」へ.

    • 社会問題の解決は,制約条件を考慮しつつ,技術体系・社会体系の総力で解く極めて知的な活動.

SDGsの観点

SDGs-viewpoint.JPG

SDGsで示されている社会課題は、そのままでは操作できない社会次元(具体性が捨象されたマクロな次元)の問題です。これを,生活次元での詳細な把握をもとに(生活現象というミクロな次元への生活次元展開),操作可能な状態へと問題構造を変化させられる技術体系を目指しています.

​研究室の問い合わせ・交通アクセス

研究にご関心をお寄せいただき、ありがとうございます。研究内容や出版物に関するご意見やご質問は、どうぞお問い合わせください。

送信が完了しました。

bottom of page