花王、スマホで赤ちゃんの歩行をAI解析

最終更新日:2024/01/25

花王はスマートフォンなどで動画を撮影するだけで歩行動作を詳細に解析できる技術を開発しました。幼児の歩行動作解析へ応用し、今後は高齢者の歩行支援などにも活用を見込んでいます。

このAIニュースのポイント

花王はスマートフォンなどで動画を撮影するだけで歩行動作を詳細に解析できる技術を開発
2次元の動画について機械学習を行ない、人体の骨格点の動きを3次元のデータとして算出し解析
幼児の歩行動作解析へ応用し、今後は高齢者の歩行支援などにも活用を見込む

花王株式会社パーソナルヘルスケア研究所とサニタリー研究所は、最新の機械学習技術を用いることで、2次元の動画を撮影するだけで3次元の歩行動作として詳細に解析できる「mGCC（mobile Gait Change Capture、エムジック）技術」を開発しました。

花王は、これまで、ベビー用紙おむつの開発の一環として、幼児の歩行動作を解析する数多くの研究を行なってきました。さらに、その歩行動作解析のノウハウを高齢者の歩行支援にも応用したいと考え、成人の歩行動作を解析するシステムを開発し、幼児から高齢者まで3万人以上の歩行データをもとに研究を進めています。

近年では、シート式圧力センサーを用いた足圧総合評価システムやモーションキャプチャ技術を用いた歩行計測など、歩行動作をさらに詳細に解析できる技術の開発に取り組んでいます。

動作解析研究でよく用いられるモーションキャプチャ技術は、3次元の歩行動作を正確に解析できるというメリットがあります。しかし一方で、複数の赤外線カメラをあらかじめ設置する必要があるなど、場所や時間に制約があり、また、複数の計測用反射マーカーを体に貼りつける必要もあるため、計測には特別な技能や時間を要します。

そこで、いつでもどこでも簡単に歩行動作を解析できる手法の開発に着手し、今回、スマートフォンなどで2次元の動画を撮影するだけで3次元の歩行動作として詳細に解析できる「mGCC技術」を開発しました。この技術は、一般的なデジタルカメラで撮影した2次元の動画について機械学習を行ない、人体の骨格点の動きを3次元のデータとして算出し解析できるようにしたものです。

十条こどもクリニック岩崎博之医師、順天堂大学大学院スポーツ健康科学研究科内藤久士教授、上海体育学院陸大江教授の指導・協力のもと、子どもの個性に合わせた支援や情報提供に役立てるという観点で、保護者がスマートフォンなどで撮影するだけという簡単な方法で、歩行の発達を確認できる手法の開発に取り組みました。

月齢13～37カ月の幼児99名について、歩行の様子を従来のモーションキャプチャ技術により計測し、同時に一般的なデジタルカメラによる動画撮影を行ないました。次に、モーションキャプチャ技術で得られた3次元のデータから、日齢と相関が高い歩行パラメータを複数抽出して重回帰分析し、幼児の日齢を推定。

一方、デジタルカメラで撮影した2次元の動画はmGCC技術で解析して3次元のデータとし、上記と同じ歩行パラメータを用いて日齢を推定しました。これら2つの推定日齢を比較することで、2次元の歩行動画を撮影するだけで、定量的にその発達を推定できるかどうかを評価しました。

モーションキャプチャ技術から得られた推定日齢は、実日齢と高い相関関係がありました。さらに、mGCC技術から得られた推定日齢は、測定精度の高いモーションキャプチャ技術から得られた推定日齢と高い相関関係が認められました。このことから、mGCC技術はモーションキャプチャ技術とほぼ同等の精度で日齢を推定できることがわかりました。

今回開発したmGCC技術を用いることで、わざわざ計測装置を設置することなく、スマートフォンなどで日常的に幼児の歩行の様子を撮影するだけで、歩行動作の発達を知ることが可能となります。今後、幼児だけにとどまらず、成人や高齢者の歩行動作の解析にも本技術の応用範囲を広げ、一生涯を通した「歩く」という視点からのQOLの向上や健康増進などを支援する研究および技術開発を進めていきます。

出典：PR TIMES