システムと�k��化する��2世代のセンサ�\術(2)−オリンピックに�擇�す英国
2012�Q7月12日からロンドンオリンピックが始まる。オリンピックで�Mつためにアスリートはどのようなトレーニングを行い、どのような身��に仕�屬欧���要があるのか。ボディセンサネットワークと信�ｽ萢�、アルゴリズムの開発などICT�\術を�~使して、理�[的な身����性を�{求するセンサシステムの研�|が英国インペリアルカレッジで行われている。
図1 ESPRITプロジェクトを推進するインペリアルカレッジのスタッフ
ロンドンにあるインペリアルカレッジ（Imperial College London）は、センサネットワークを�W��してスポーツを科学的に解析し、理�[的な��を作り�屬俺皀瓮瀬襪鬚發燭蕕垢箸いχ`�Yを掲げている(図1)。このESPRIT（Elite Sport Performance Research in Training）研�|は、オリンピック後にはヘルスケアビジネスのカギとなる����へと発�tさせていく��画だ。
この研�|のカギとなるのはボディセンサネットワーク（BSN）である。それも単なるセンサ単��ではなく、センサ信�､反����ξ�との相関関係、統��的データ処理、モデリング、身���ξ�を�\すための�_�困猟甘Dなど、センサシステムの開発が�_要となる。�mい、�j学にはデバイスからコンピュータアーキテクチャ、独�OOSをはじめとするソフトウエア、モデリングと数値���Q、�擴蹴�、�饑�材料など、このスポーツテクノロジを開発するために��要なリソースが揃っている。�j学内での研�|室同士のコラボレーションを試す実�xでもある。
ESPRITプロジェクトには二つの�T味がある。�kつは、すでに構築しているBSNプラットフォームを拡張し、ウェアラブルなセンサ�\術を組み込み、人間がダイナミックに動いている�X��でのモデルを作りやすくすることである。�斃�学�屬糧娠�や心理学�屬糧娠�にこのモデルを�_ね合わす。センサ信�､�ら読みとれる������動との関係を認識したり、フォールトトレラントのセンサ�\術や、分�g処理、ウェアラブルなセンサも研�|����とする。もう�kつの�T味は、現在のBSNをさらに発�tさせて、より低消�J電���v路をより低消�J電��のミクストシグナルICで実現したり、パワーMEMSを開発したり、ノード�屬僚萢�をミクストシグナルチップにマッピングしたりすることだ。現在のBSN�\術をアスリートたちの�ξ�を�屬欧襯肇譟璽縫鵐阿鳳���する。
このプロジェクトで研�|するテーマには4つあり、それぞれの頭文�CからGOLDと�}ぶ。Gテーマは、ボディセンサネットワークのプラットフォームを開発し、Generalised body sensor networksのアタマのGからきている。次のOテーマは、センサの設��とハードウエア化の研�|であり、Optimised sensor design and embodimentのOである。LテーマはLearning, data modeling and performance optimisationから採り、運動�X��と����情報（バイオメカニクスや�斃�学、���餡蹴�、心理学）との相関関係を求め、運動をモデル化したり、�ξ�を最適化したりする。���\�iの心構えやトーナメント戦での休憩の採り�気覆匹鮓�出す。最後のDテーマは、GOLテーマを理解して最も優れた����を設��することであり、Device and technology innovationのDを採った。オリンピックの金メダル(gold)と引っかけて、GOLDと命�@したという��「GOLDプロジェクトでGoldメダルを英国にもたらすのだ」と開発チームは洒落を飛ばす。
センサ設��と�左讐酋\術を最適化するため、トレーニング中の�擴蹴慂儔修魃R定することもアスリートの成績を�Г┐襯瓮�ニズムを理解する�屬拍Lかせない。それもトレーニング中だけではなく、���\中や適応中にも�R定し、バイオセンサ設��を進化させようとしている。運動している人間の���]（汗や唾�]、尿、�p�]）を広い�J囲に渡りモニターする。時にはセンサを皮膚の下に�mめ込み�p糖値を定常的に�R定することもある。このようなバイオマーカー（���]）の変化と身���ξ�や�v復の��度などから、最適なウォーミングアップ�桔，筺��]時間の�v復�桔，鮓�つけたりする。
例えば、�O転�Z���\や�Zいすのバスケットボール���\では�Z��にも�v転�]度や�v転数などのデータを�Dり込み、最適なトレーニング法との関係から最適な�a�{法を見つける。また、優れたアスリートと平均的な人間との違いは、運動している�X��からの�v復が最も違うため、その差を定量化し、�ξ�あるアスリートの発�Eに�擇�すことにも応��する。このプロジェクトで適応しているスポーツの�|�`には、冬のリュージュ、��の水泳、ラグビー、ボート、�Zいすのバスケットボールなどがある。
運動���}の動きを感�瑤垢襯札鵐気箸靴�e-ARセンサを開発している。これを耳にかけて�峅識親阿覆匹凌���の運動を感�瑤垢襪海離札鵐気涼罎���動デザインアルゴリズムを組み込んでおり、センサデータと��動�X況を�官�させ、それを読みとったデータを出��する。インペリアルカレッジからスピンオフした、Sensixa社が最�Z開発した(図2)。
図2 耳にセンサをかけて運動中のデータを採�Dする
このe-ARセンサは、スポーツだけではなく�}術後のリハビリのデータをとるのにも積極的に使い始めた。ロンドン�x内にあるチャリングクロス��院と協��して、このセンサを、術後のリハビリに患�vに�⊂�してもらい、�e勢や左��バランス、歩き�気覆百鞠vの��動�X況を捉え、データを蓄積している。�澆粤�の代���}術を行った患�vが英国には2010�Qに16万5000人もいたという。�}術�iと術後24週間までの歩行パターンのデータを収集する。健康な人にも協��してもらい、患�vとの違いを相関データとしており、�澆粤�にかけられる���_の��容値を求めようとしている。
この開発ツールも提供する。小型のプリント基��3��からなり、それぞれカスタマイズしたり改良したりするのに使う。1��はマイコンと無線�v路、2���`はパワーマネジメント�v路、3���`はセンサボードである。このシステムはBSN OS（operating system）と�}ぶ独�OOSを使い、アプリケーションを運動ごとに使い分けている。1�vの充電で1週間動作するように低消�J電��設��を�W��している。
図3 開発ツール（��端にある3層のボード）
参考�@料
1. システムと�k��化する��2世代のセンサ�\術(1)−�Lに囲まれた英国に見る (2012/02/15)
