情報処理学会 IoT 行動変容学研究グループ（SIG-BTI）

ウェアラブルエアコンによるフィードバックの生理効果
川崎 勇佑，†1
青山学院大学本多 一騎，†2青山学院大学

ホサイン タヘラ †3青山学院大学

1. はじめにロペズ ギヨーム †4青山学院大学

3.1. ウェアラブルエアコンを使用しない実験

厚生労働省によると，熱中症による死者数は年々増加傾向

この実験では，実験中，「寒い」，「涼しい」，「快適」，「少しにあり，2020 年は 1500 人を超える人が熱中症で命を落と暖かい」，「暖かい」，「暑い」，「非常に暑い」の 7 ラベルに対している．図 1 より，熱中症の死者数の中でも特に高齢者して主観評価のアンケートをとった．また，実験環境は「快の割合が大きく，2010 年以降熱中症による死者数の約 80%

適」，「少し暖かい」，「暖かい」，「暑い」の 4 つの環境に設定が高齢者であった [1]．

した．被験者は 20 代から 60 代までの合計 44 名であった．
より詳しい実験内容を表 1 に示す．
表1Table 1

冷却の無い実験内容

Experimental details without cooling

順序

課題

温度

湿度期間（分）1ラジオ体操

◦32 C

80%

102

ラジオ体操

25◦ C60%103

読書25◦ C60%154

読書32◦ C80%

155

読書

27◦ C

60%

15

熱中症死者のうち高齢者の割合（[1] より作成）

6

読書

32◦ C

80%

15

Figure 1 Percentage of elderly among heat stroke

7

転写

32◦ C

80%

158

転写

27◦ C

60%

15

図1

fatalities (created based on data from[1])3.2. ウェアラブルエアコンを使用した実験

2. 関連研究

この実験では頸動脈を直接冷やすことのできるウェアラ

千葉らの研究によると，頸動脈を直接冷やすことによりブルエアコンの Cómodo gear*1 を使用した．また，「快適」，体全体に冷えた血液が回り，頸動脈を冷やしていない人と「暖かい」，「暑い」，「非常に暑い」の 4 ラベルに対して主観比べ，発汗量が少ない傾向にあることが分かった [2]．

評価のアンケートを取った．また，実験環境は「暖かい」，「暑い」の 2 つの環境に設定した．被験者は 20 代から 60 代

3. 暑熱環境下における実験までの合計 27 名であった．より詳しい実験内容を表 2 に示す．

実験中，被験者に Empatica E4 リストバンドを装着し，表2心拍の指標を取得した．また，周囲の空気温度，平均放射温

Table 2度，気流速度，相対湿度，代謝率，衣服の断熱性の 6 つの要
素から求められ，「寒い」から「暑い」まで 7 段階に分けられる PMV を用い，実験環境を設定した．

順序

課題温度

湿度期間（分）

1待機32◦ C80%

1023読書（Cómodo gear 起動）

32◦ C
32◦ C

80%80%

1510

ラジオ体操（Cómodo gear 起動） 32◦ C

80%104†1†2†3†4

YUSUKE KAWASAKI, Aoyama Gakuin University
KAZUKI HONDA, Aoyama Gakuin University
TAHERA HOSSAIN, Aoyama Gakuin University
GUILLAUME LOPEZ, Aoyama Gakuin University

冷却時実験内容

Experimental details with cooling

待機*1

https://www.fujitsu-general.com/jp/products/neckgear/index.html

1

情報処理学会 IoT 行動変容学研究グループ（SIG-BTI）

図5

ウェアラブルエアコン

無しの場合のラジオ体操にお図6

ける主観評価Figure 5
図2

Subjective

ウェアラブルエアコン

有の場合のラジオ体操における主観評価

Figure 6

Subjectiveevaluation in Radioevaluation in Radio

gymnastics without

gymnastics with wearable

wearable air conditioner

air conditioner

ウェラブルエアコンを使用している様子

Figure 2 The use of a wearable air conditioner

4. ウェアラブルエアコンの有無による結果
ウェアラブルエアコンの有無による結果は図 3，図 4，図5，図 6 である．読書における主観評価アンケートでは，ウェアラブルエアコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの場合，「非常に暑い」または「暑い」と感じている割合は 20.2% 減っていた．ラジオ体操における主観評価アン
ケートでは，ウェアラブルエアコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの場合，「非常に暑い」または「暑い」と感じている割合は 13.3% 減っていた．しかし，「非常に暑い」測を行った．その結果，ウェアラブルエアコンを使用しない場合と比べ，ウェアラブルエアコンを使用した場合，PMVが「暖かい」環境において，「快適」環境であると予測した割合が 20% 上がった．一方，PMV が「暑い」環境においてが「暑い」環境であると予測した割合が 12% 上がっていた．これは，ウェアラブルエアコンを使用しない実験ではなかった温度 32◦ C，湿度 80% での待機時間があっただめだと考えられる．に限ってみると，どちらもウェアラブルエアコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの方が「非常に暑い」と感じている割合は高かった．

図7
図3

ウェアラブルエアコ

図4

ウェアラブルエアコンを使用しない場合における温ウェアラブルエアコ

ン無しの場合の読書におけン有の場合の読書におけるる主観評価

主観評価

Figure 3 Subjective

Figure 4

evaluation in reading

evaluation in reading

without wearable air

with wearable air

conditioner

conditioner

熱感覚の混同行列

Figure 7

Confusion Matrix of thermal sensation

without wearable air conditioners

Subjective

5. 結論
5.1. まとめ

また，Empatica E4 リストバンドから得られる心拍変動

読書における主観評価アンケートでは，ウェアラブルエ指標を特徴量とし，ウェアラブルエアコンを使用しない場合アコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの場合，「非の生体情報で Random Forest を用いて PMV を予測するモ常に暑い」または「暑い」と感じている割合が減っていた．

デルを作成しウェアラブルウェアコンの有無について，予また，ラジオ体操における主観評価アンケートでは，ウェア

2情報処理学会 IoT 行動変容学研究グループ（SIG-BTI）のもとに実施された．実験プロトコルは，青山学院大学倫理委員会の承認を得た（H21-009）．

参考文献[1] 厚生労働省年齢（５歳階級）別にみた熱中症による死亡数の年次推移（平成７年〜令和３年） 〜

人口動態統計（確定数）より，https://www.mhlw.go.jp/toukei/saikin/hw/

jinkou/tokusyu/necchusho21/dl/nenrei.pdf(参照日 2023/1/1).

(2021).

[2] 千葉友樹，高橋幹雄，黒木友裕，和田一樹，天野健太郎，桑山

図8

ウェアラブルエアコンを使用した場合における温熱絹子局所冷却行為による暑熱ストレス軽減効果の予測手法に関感覚の混同行列する研究（その１）警部冷却時の生理反応の検討，空気調和・Figure 8 Confusion Matrix of thermal sensation with

衛生工学会大会学術講演論文集， Vol. 6, pp. 37–40 (2019).

wearable air conditioners

ラブルエアコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの場合，「非常に暑い」または「暑い」と感じている割合が減っていた．機械学習の結果では，「暖かい」環境において，「快適」環境であると予測した割合が上がり，PMV が「暑い」環境においてが「暑い」環境であると予測した割合が上がっていた．したがって，ウェアラブルエアコンで頸部を冷やすことで，快適に感じるだけでなく，生体情報も快適な環境にいるような状態になる可能性が示唆された．しかし，「非常に暑い」に関しては，どちらもウェアラブルエアコン無しに比べ，ウェアラブルエアコン有りの方が「非常に暑い」と感じている割合は高かった．これらが起こった原因は実験開始時の違いによる差であると考えられる．ウェアラブルエアコンを使用しない実験では比較的涼しい部屋から暑い実験室に入ったのに対し，ウェアラブルエアコンを使用した実験では暑い実験室に入り 10 分間待機したのちに実験を行った．この差によって，主観評価での「非常に暑い」の割合の変化などが起こったと考えられる．

5.2. 今後の展望
本研究では生体信号のみを用いて温熱快適性を予測している．Empatica E4 リストバンドで得られる加速度情報や表面体温情報などを追加して精度が上がるか検証していきたい．さらに，生体信号に影響を与えているのが熱ストレスだけではなく作業による精神ストレスの影響があるのか検証していく必要がある．また，今後はより正確な比較ができるように，実験の前後での温湿度状況を同じものにし実験数を増やしていきたい．

6. 謝辞
本研究は，セコム科学技術振興財団研究助成金の支援を受けて実施した．実験は，株式会社富士通ゼネラルの協力

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