研究内容

主にヒトの動作姿勢に興味があり，動作姿勢と身体負荷の関係や新しい動作計測技術などに関する研究をおこなっています．関連する分野は，生体医工学，人間工学，福祉工学，リハビリテーション工学などの学際的な領域になります．以下は具体的な研究テーマの例になります．

研究テーマの例

１．自助箸の人間工学的評価

身体に不自由がある方や箸の使用に慣れていない方に向けて，一般的な箸よりも使いやすい自助箸が開発されています．これらの自助箸は主に食材をつかみやすくなるようにデザインされていますが，箸を用いた食事では食材を運ぶ，裂く，すくう，ほぐすなど様々な食事動作がおこなわれます．本研究では，これらの様々な食事動作と自助箸の相性を人間工学的観点から調査しています．最終的には，使用者の食事スタイルに合わせた自助箸の選定や新しい自助箸のデザインに役立つ知見を得たいと考えています．

図１．自助箸使用時における筋活動の比較

関連論文

Kodai Kitagawa and Shoei Nagaoka, "Effects of Assistive Design for Chopsticks on Food Cutting", IETI Transactions on Ergonomics and Safety, Vol.8, No.2, pp.47-53, 2024.

２．動作姿勢に着目した労働者の身体負荷軽減に関する研究

様々な労働環境において重量物の取り扱いは腰痛要因になりやすいことが知られています．本研究では労働者の腰痛予防を目的として，重量物の取り扱いにおいて腰部に低負荷な動作姿勢の解明を進めています．現在は主に医療福祉の現場における腰部負荷軽減に着目しています．

図２．立ち上がり介助に関する筋骨格シミュレーションの例

関連論文

Kodai Kitagawa, et al., "Foot Placement and Arm Movement Combination while Turning Patients to Prevent Lower Back Pain", International Journal of Human Movement and Sports Sciences, Vol.10, No.5, pp.1060-1066, 2022.
Kodai Kitagawa, Kotaro Yamamoto, Chikamune Wada, "Relationship between Foot Position and Lumbar Loads While Turning Patients on a Bed: An Investigation via Computational Simulation and Electromyography", International Journal of Online and Biomedical Engineering, Vol.17, No.10, pp.131-143, 2021.
Kodai Kitagawa, et al., “Musculoskeletal Simulation of the Relationship between Foot Position and Stress of the L4–L5 Joint in Supporting Standing-up Motion to Prevent Low Back Pain Among Caregivers”, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, Vol.19, No.2, Paper ID:1940016 (7pages), 2019.

３．ウェアラブルセンサによる動作姿勢と身体負荷のモニタリング

労働安全衛生において，動作姿勢や身体負荷のモニタリングは腰痛などの防止に役立ちます．一般的に，これらのモニタリングには観察者や設置型の計測装置（カメラなど）が必要となります．本研究では，簡便で場所を選ばないモニタリングの実現に向けて，身体に装着できるウェアラブルセンサを用いた計測技術を開発しています．

図３．ウェアラブルセンサを用いた足部位置の推定

関連論文

Kodai Kitagawa, Ryo Takashima, Tadateru Kurosawa, Chikamune Wada, "Foot Position Recognition Using a Smartphone Inertial Sensor in Patient Transfer", BioMed, Vol.4, No.2, pp.112-121, 2024.
Kodai Kitagawa, et al., "Foot Position Measurement during Assistive Motion for Sit-to-Stand using a Single Inertial Sensor and Shoe-type Force Sensors", International Journal of Environmental Research and Public Health, Vol.18, No.19, p.10481 (18 pages), 2021.
Kodai Kitagawa, et al., "Measurement Method for Erector Spinae Muscle Activity during Patient Handling Using Inertial Sensor and Shoe-type Force Sensor", International Journal of Electrical and Electronic Engineering & Telecommunications, Vol.10, No.4, pp.283-287, 2021.

４．スマートデバイスを用いた歩行計測

近年，高齢者の転倒事故が多発しています．この原因のひとつとして，足の高さや歩幅をはじめとする歩行状態の知覚が難しいことが挙げられます．そのため，これらの転倒を予防するためには，歩行状態の日常的な計測とフィードバックが必要です．本研究では，日常的な歩行状態のモニタリングを実現するために，日常生活で利用可能なスマートフォンなどのデバイスを用いた歩行計測技術の開発に取り組んでいます．

図４．スマートフォン内蔵センサを用いた歩行状態の推定

関連論文

Kodai Kitagawa, Chikamune Wada, Nobuyuki Toya, "Foot Clearance Prediction using Wrist Acceleration and Gait Speed", Journal of Electronics, Electromedical Engineering, and Medical Informatics, Vol.6, No.1, pp.32-39, 2024.
Kodai Kitagawa, Yu Taguchi, Chikamune Wada, Nobuyuki Toya, "STEP LENGTH ESTIMATION BASED ON ARM ACCELERATIONS FOR WEARABLE FALL PREVENTION SYSTEMS", International Journal of Applied Biomedical Engineering, Vol.13, No.2, pp.29-35, 2020.
Kodai Kitagawa, Yu Taguchi, and Nobuyuki Toya, "A Study on Classifiers in a Gait Classification Method Using Arm Acceleration Data", International Journal of Biomedical Soft Computing and Human Sciences, Vol.22, No.2, pp.49-56, 2017.

５．その他の研究例

上記の研究以外にもヒトの動作姿勢に関する研究に関わっております．また，動作姿勢に関する研究だけでなく，医療福祉に関するテキスト分析などにも従事しています．以下は携わったことのある研究の例になります．※現在は関わっていないテーマもあります．

【現在取り組んでいる研究例】

・労働者の身体負荷把握に向けた作業姿勢の自動識別に関する研究

・運動強度の高い身体活動に着目した軟性膝装具の評価

・水産業従事者における作業姿勢と身体負荷の関係

・テキストマイニングによる労働災害事例の分析

【これまでに携わった研究例】

・テキストマイニングによる音楽レビューの分析

・軟性膝装具の装着圧に関する研究

・松葉杖長が歩行に及ぼす影響

・体幹装具の装着感改善に関する研究

・視覚障害者のためのバス情報提供システムに関する研究

・杖型計測装置を用いた高齢者の活動推定

・単一チャネルの筋電信号による把持力推定

関連論文

Kodai Kitagawa, Arthur Ducoulombier, Mitsumasa Hida, Tadateru Kurosawa, Fuhui Guo, Chikamune Wada, Hiroaki Yamamoto, "LIFTING POSTURE RECOGNITION FOR OCCUPATIONAL HEALTH USING DIGITAL IMAGE AND MACHINE LEARNING", International Journal of Applied Biomedical Engineering, Vol.18, No.1, pp.1-7, 2025.
Kodai Kitagawa, Tomoya Murakami, Chikamune Wada, Hiroaki Yamamoto, "Effect of Soft Knee Brace on Shank Movement in Running", Journal of Prosthetics Orthotics and Science Technology, Vol.3, No.2, pp.42-47, 2024.
Kodai Kitagawa and Toshifumi Tanaka, "Analysis on Online Music Reviews for Dream Theater's Album "Images and Words"", International Journal of Music Science, Technology and Art, Vol.6, No.1, pp.43-47. 2024.
Kodai Kitagawa, "Investigation on Occupational Injuries in the Japanese Fishing Industry", IETI Transactions on Ergonomics and Safety, Vol.6, No.2, pp.31-38, 2022.
Kodai Kitagawa, "Prediction Method for Large Grasping Force using Single-Channel Surface Electromyography: A Pilot Study", European Journal of Applied Sciences, Vol.10, No.6, pp.320-325, 2022.
山本裕晃，岡松将吾，北川広大，和田親宗，“変形性膝関節症患者の関節位置覚に対する膝装具の効果　―装具の装着圧力に着目した解析―”，リハビリテーション・エンジニアリング, Vol.37, No.2, pp.91-96, 2022.
北川広大，永﨑孝之，中野聡太，肥田光正，岡松将吾，和田親宗，"保健衛生業における労働災害事例のテキストマイニング解析－動作の反動・無理な動作による事例を対象として－", 労働安全衛生研究，Vol.13, No.2, pp.139-143, 2020.
Koji Sakamoto, Kodai Kitagawa, Yuji Katae, Naoki Chijiwa, Aki Kuwazono, Hisashi Arizono and Chikamune Wada, "Measurement System for the Clothing Pressure of a Spinal Orthosis using Multiple Pressure Sensors", Journal of Mechanical and Electrical Intelligent System, Vol.3, No.1, pp.1-9, 2020.
Watcharin Tangsuksant, Masashi Noda, Kodai Kitagawa, and Chikamune Wada,"Viewpoint Classification for the Bus-Waiting Blinds in Congested Traffic Environment", International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems, Vol.19, No.1, pp.48-58, 2019.

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