電子情報通信学会総合大会2018 創価大学　理工学部　情報システム工学科　助教　小山勇也

1. 創価大学 理工学部 情報システム工学科 助教 小山勇也
共生創造理工学科 西山道子
共生創造理工学科 渡辺一弘
ヘテロコア光ファイバを織り込んだ
スマート衣服による関節動作モニタリング
電子情報通信学会総合大会2018
3月21日

2. 研究背景
無意識・無拘束なセンシング
位置，動作
伝達，注意
医療
スポーツ 生活支援
身体動作のモニタリング技術
ウェアラブルセンサ 着用物自体に
センシング機能を持たせる

3. 従来研究
MVN モーションキャプチャ
(XSENS .inc)
慣性センサ
Tognetti A et al, Wearable kinesthetic system
for capturing and classifying upper limb gesture
in post-stroke rehabilitation., Journal of
NeuroEngineering Rehabiltation, 2-8, (2005).
導電性繊維
Enzo Pasquale Scilingo et al, "Strain-sensing
fabrics for wearable kinaesthetic-like
systems," in IEEE Sensors Journal, vol. 3, no.
4, pp. 460-467, Aug. 2003.
Zamir Ahmed Abro et al, Development of a smart
garment for monitoring body postures based on FBG and
flex sensing technologies, Sensors and Actuators A:
Physical, Volume 272, 2018
光ファイバを用いた身体動作センシング
光ファイバセンサ
 柔軟・軽量
 耐電磁誘導性・電気的接点を持たない

4. ヘテロコア部 (1~2mm)
クラッド
125μm
コア 9μmコア 5μm
伝送路伝送路
コア 9μm
ヘテロコア光ファイバセンサ
温度補償が不要
リアルタイムな計測が可能
0
1
2
3
4
5
0 2 4
Opticalloss[dB]
Displacement [mm]
Displacement

5. 違和感なく衣服の素材そのものにセンサを統合
ヘテロコア光ファイバを応用したスマート織物
ヘテロコア光ファイバを布と一体化
スマート織物を衣服に統合
関節動作検出のデモンストレーション
目的
ヘテロコア光ファイバ
無意識・無拘束なスマートウェア

6. 光ファイバ糸
60 mm
85 mm
手織り機
繊維と共に
織り込む 光ファイバ伝送路
スマート織物

7. スマート織物の構造
ヘテロコア部
断面図
縦糸
横糸(直径1mm)
ヘテロコア光ファイバ
編み込み構造
1.0 (mm)
縦糸(直径1mm)
0.5(mm)
縦糸，横糸には市販の毛糸を使用
光ファイバ

8. 実験構成図
LED/PD
(λ=1.31 μm) 光ファイバ
伝送路
AD コンバータ PC
サンプリング周波数:
20 Hz
スマート織物
スマート織物
背中部分
着用

9. 実験結果

10. 屈曲 伸展
スマート織物
実験結果

11. 実験結果

12. 屈曲 伸展
実験結果

13. 慣性センサ

14. θ

15. まとめ
ヘテロコア光ファイバを応用したスマート織物
 ヘテロコア光ファイバを織り込んだスマート織物を作製
 着衣状態における関節動作に対する応答試験
 慣性センサとの比較試験
着用物に生じる形状変化で身体動作をリアルタイムにモニタ可能