振動音から人が歩く方向を特定することに成功　オンキヨーとNAISTとの産学共同研究

オンキヨー株式会社は、国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学(NAIST)との間で産学連携した共同研究に関する協定の締結を行い、AIを活用した新事業の創出に向けて技術開発に取り組んでいる。
この度、NAISTユビキタスコンピューティングシステム研究室との共同研究にて行った、人が歩行する際に発する床への微弱な振動のみで、人の歩行方向を推定するという研究の成果について、2019年11月11日（月）～13日(水)で開催されたDPS研究会が主催する「DPSワークショップ」にて論文のポスター発表を行ったことを11月15日に発表した。

同社は、これまで培ってきたオーディオ技術を用いて、微弱な振動(音)に含まれる特徴的な信号を忠実に増幅することによって得られたデータを使用して、機械学習・分析を行うNAISTユビキタスコンピューティングシステム研究室と連携することにより、これまでにない幅広いニーズに対応するための研究を進めていく予定であると述べている。

共同研究に至る背景

同社含むグループ会社は、長年培ってきた音に関する技術とAI(人工知能)を融合させた技術の開発を積極的に行っており、近年、見守りサービスや防犯への応用に向けて、人の行動を特定しようとする研究が様々な方法で行っているが、カメラを用いると必要以上にプライバシー情報を得てしまうという問題があり、これを解決すべく、音に関する技術を活用し、プライバシーへの侵害が少ない「人が歩行する際に発する床への微弱な振動」のみで、人の歩行方向を推定する技術について、AIを用いた新しい取り組みで先行するNAISTと共同で技術研究を行ってきた。
NAISTの同研究室は、センサ・デバイス・ネットワークが連携し、センサから取り込まれる実世界データを処理・集約・解析することで、高度なサービスを効率良くユーザに提供するシステム―ユビキタスコンピューティングシステム―の実現に向けた研究に取り組んでおり、両社は、モノを伝わる振動(音)データを機械学習によって分析をすることで、様々な分野での各種分析、判断へ応用することを目的に共同研究を行っている。

論文概要

近年、見守りサービスや防犯上の異常検知への応用へ向け、家屋や店舗内での人の行動を特定する研究が様々な方法でなされているが、必要以上に情報量を得ることが可能なカメラを用いた行動の特定は、人物が特定されるなどプライバシーの問題が従来より指摘されてきた。同社では、カメラを使用せず床面に伝わる振動のみを用いて人の行動を特定する技術開発に取り組んでおり、今回振動のみを用いて次のようなプロセスにより人の歩行方向を特定することに成功した。なお、同社では既にこの技術をさらに発展・応用する研究に取り掛かっている。

プロセス

床面に一定間隔に2つ配置した振動センサ対を用意し、床面の振動をオーディオ帯域の電気信号に変換増幅、音声信号処理をほどこし、エネルギートレンドデータを作成。最後に、このエネルギートレンドデータから特徴量を算出、機械学習によって歩行方向や複数人の交差を推定するという手法により、人の歩行方向を83%の確度でとらえることに成功した。

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