高齢者の家の中の困りごとを可視化と解決をする生活支援 IoT プラットフォームの開発
Home IoT Platform to Visualize and Resolve Challenges for Elderly

用途に特化したソリューションでは高齢者の生活を十分に支援できないことが明らかとなっている[1]。そのため、高齢者が自律的に自身の課題解決に取り組める柔軟性を持ったシステムのあり方について検討する必要がある。本研究では、高齢者が直面する生活課題を解決するのに、IoT 機器を高齢者が主体的に利用して自律的な QoL 向上を目指すことが可能な IoT プラット

伊藤 研一郎 ( Kenichiro ITO, Ph. D.)

フォームの開発を研究の目的とする。

東京大学
情報基盤センター 情報メディア教育研究部門 助教

２．研究の背景(Research Associate, The University of Tokyo, Information
Technology Center, Campus-wide Computing ResearchDivision)

住宅内での生活支援システムについては、スマートスピーカと人工知能・機械学習・深層学習を組み合わIEEE、ACM、機械学会、日本バーチャルリアリティ学会 他
著書：サービス VR の挑戦(共著)、 東京大学出版会 (2023 年)
トコトンやさしい VR の本 第 2 版(共著)、 日刊工業新聞社 (2022 年)
ユーザの感性と製品・サービスをむすぶ：真意を聞き出すアンケート
設計と開発・評価事例(共著) 、 サイエンス＆テクノロジー株式会社(2018年)他
研究専門分野：システムエンジニアリング バーチャルリアリティ IoT
ジェロンテクノロジー

せた研究例が数多く報告され、近年は ChatGPT を用いた試みもある。これらのシステムを通したユーザインタフェース(UI)やユーザエクスペリエンス(UX)に関する基礎研究も、ヒューマン･コンピュータ･インタラクション(HCI)の分野において数多く報告されている。一方で、これらの研究の多くはインタラクションの有効性に関する評価に留まることが多く、UI でのイあらまし

ンタラクション成功後のシステムレベルでの UX 評価

本研究では、高齢者が直面する生活課題を解決するが行われていないことや、UX の評価時に UI 以外の要のに、Internet of Things (IoT)*1 を主体的に利用して因、生活様式などに着目したものは少ない。特に、高自律的な Quality of Life(QoL)向上を目指すことが可

齢者×IoT に関する評価に関しては報告例が少なく、能なシステムの開発を目的とする。具体的な方法とし理由としては当該分野においては福祉用具などの報告ては、アクションリサーチなどの高齢者の視点に立っが多いことや、システムレベルでの評価をするためにた技術開発手法を利用し、多様な高齢者の生活スタイはアクションリサーチやリビングラボといったフィールとニーズの理解を深め、高齢者が IoT を自ら使うこルドでの調査体制や産学官民連携した評価体制を築くとによって健康維持や社会参加などのさまざまな機会必要があり、その評価体制を築くのが難しいことがあを最大限に高めることが可能なシステムを提案する。

げられる。また生活現場や生活を模擬した住環境での特に、高齢者が主体的に IoT をカスタマイズして個人UX 評価はより現実に即した計測として重要であるが、の課題を個人で解決できるようになることを目指し、高齢者×IoT 分野の研究は国内外で報告例は少ない現

高齢者の直面する潜在的な生活問題を社会へ顕在化さ状があり、高齢者の生活支援に資する IoT のあり方にせずに IoT プラットフォーム内で可視化と解決が可能

ついて明らかとなっていない。となるシステム開発を行った。

2055 年には日本の高齢化率が 40％を超えることが予測されている中、生活や社会を支えるための人的資

１．研究の目的源の減少は深刻な社会問題となっている。このような近年、高齢化社会に起因する社会的課題に対して、社会の中で高齢者が自律的に高い QoL を維持するたAI や IoT の利活用による課題解決に関心が向けられてめには情報通信技術(ICT)の利活用が不可欠であり、そいる。一方で、活力ある高齢者が増加するとともに高の中でもカスタマイズ性の高い IoT の利活用が期待さ齢者の生活スタイルやニーズも多様化しているため、れている。
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高齢者の家の中の困りごとを可視化と解決をする生活支援 IoT プラットフォームの開発
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図 2 模擬住居の外観(東大・柏 I キャンパス内設置)

図 1 提案システムの概念図
３．研究の方法
ICT)はじめとする情報機器を使いこなす高齢者は着実に増えている一方で、ICT 利用率や理解度には大きな個人差があり、既存の IoT 機器などの先端技術システムの提供しているユーザエクスペリエンス(UX)は高齢者に適さないことが多い[2]。そのため、①高齢者に適したユーザインタフェース(UI)の検討に加え、②高齢者の生活スタイルとニーズを理解する活動を通して、③高い UX を提供するシステムの提案と検討を行う必要がある。具体的には、アクションリサーチの利活用や高齢者を対象としたワークショップなど高齢者の視点にたった生活課題やニーズの抽出を行い、抽出した生活課題とニーズをもとに IoT 機器を高齢者が図 3 連携設定用のインタフェース例

主体的利活用するためのプラットフォームの提案とプ

提案システムを評価するために、高齢者の住宅を模ロトタイピングを通したシステム開発と検証を行う。

擬した住居（図 2）に実装するプロトタイプを開発した。プロトタイプは、ローカルサーバは、Intel 社製、NUC（BOXNUC7i7BNH, Intel）を使い、モバイルル４．提案システム
図 1 は、提案システムの概念を示している。高齢者ータは GL-iNET 社製 GL-MT1300 を利用した。セン自身が IoT デバイスを自宅の好きな位置に配置し、そサとデバイスについては多数あるため１つずつの紹介れらを組み合わせることで自宅に任意の機能を追加すは割愛するが、多くのセンサは住環境における長期的ることが可能である。自宅にインターネット通信環境な運用を想定したセンサとして、電池交換などが不要を持っていないことも考慮し、モバイルルータを使用で低電力動作が可能な EnOcean 通信が可能な機器をして設置可能とした。本システムでは、センサ、機器、中心に構成し、ローカルサーバでデータを受信した。

ローカルサーバ、モバイルルータのセットを配置し設

その他、SwitchBot 社製の電源プラグや赤外線通信機

定するだけで、簡単に自宅を IoT 化、いわゆるスマーなど各種機器、Google 社製のスマートスピーカ、トハウスにできるシステムとなっている。

TP-Link 社製のスマート電球など、市販の家庭用 IoT機器などとも連携可能なシステムを Node-Red を用いて構築した。

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提案システムは開発した Web ベースの管理インタ
フェースに Apple 社製の iPad からアクセスして各種機器の連携設定などを行う（図３）。Trigger (トリガ)と Action (アクション) によって設定可能なシステム
は、ICT に疎いユーザからも高く評価されており、スマートホームの設定インタフェースのための研究などで用いられることが多い。高齢者も個々人の生活に不可欠な機能を記述することが可能であることがわかっ

図 4 若者データの相関分析結果([4]より引用)ている。提案システムでは"トリガ" はセンサ情報に基づく条件であり、"アクション" は IoT 機器による操作分析の結果、家の中の困りごとを可視化と解決をすであるとの直接的な対応関係によって実装されているる生活支援 IoT プラットフォームとして機能している（例：トリガ=気温センサが 29℃を超えたらアクシことを示された[4]。高齢者の分析については分析をすョン=27℃設定で冷房をつける）。なお、タブレット操すめている途中で、これまでの実験から一定の有効性作などでは、高齢者はドラッグやピンチ操作が苦手でを示せているものの、若者データと高齢者データと相ある一方でタッチ操作に長けている[3]という事情を関傾向など、若者群と高齢者群に傾向の違いがないか踏まえ、タッチ操作のみで設定可能なインタフェースの分析は現在進行中である。とした。
６．将来展望５．評価実験

これまでの研究から現在の高齢者が IoT に期待する

提案システムの評価はインタビュー調査を含む 120機能として｢自動化｣よりも｢通知｣機能であることがわ分間に及ぶ実践的なワークショップ形式とで実験を実かっていた[5]。特に多かったのがスマートフォンへの施した。ワークショップは実験主旨説明に 15 分、シ通知や屋内スピーカなどからの音声による通知である。

ステムの説明と体験 10 分、1 回目アンケート回答時間

一方で、高齢者の期待する機能の多くは既にスマートに 5 分、模擬住居見学に 5 分、システムに 45 分なお、フォンやスマートスピーカの利活用で実現可能である

被験者はそれぞれ個別に参加し、まずはシステムの可ものの高齢者自身による実装まで至っておらず、また用性について調べることを目的に若者 10 名に実施し期待する機能に特化システムは費用対効果が薄く、購[男性 5 名、女性 5 名、平均年齢 26.6 ± 2.1 (SD)]た。

買行動へも繋がっておらず、現状は高齢者自身が生活その後同様の実験を高齢者 10 名[男性 5 名、女性 5 名、で改善したい課題を発見できても、 QoL 向上に具体的平均年齢 71.5±3.9(SD)]に対して実施した。データにな取り組みができない状態であった。

ついては一部解析中であるが、現在分析対象としてデ本研究は、高齢者が自分のために IoT を利活用し、ータとしてはトリガとアクションの組み合わせを１つ自分達の手で自分の QoL を向上させる、自律的な社会作る設定時間、主観的な指標として System Usability基盤が形成されるような効果が示唆された。将来的に、

Scale (SUS) とUser Experience Questionnaire

健康維持や社会参加などのさまざまな機会を最大限に(UEQ)の短縮版（Short-UEQ）を計測した。計測した高めることが可能であれば、普及することによって社

指標は個別の定量的な分析に加え、相関分析を用いた。

会問題への解決に繋がる可能性が期待される。

若者の分析においては SUS の評価及び Short-UEQ の

特に、潜在的な生活問題を高齢者によって自律的な評価は十分に高い結果を得ており、また SUS、UEQ、解決がすすむと、問題は社会に顕在化せずに解決され個別に設定した UI に関する設問を通じて、インタラていくことになる。このモデルは、昨今注目されていクション成功後のシステムレベルでの UX 評価の分析るライフログなど個人データにおけるプライバシーのを行った（図 4）。
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懸念などと親和性が高い問題解決モデルと考えられる。

Misato Nihei, Takahiro Miura, Ken-Ichiro Yabu,

そのため本モデルは高齢者と AI や IoT の組み合わせ

Taketoshi Mori, Tohru Ifukube, Junichiro Okata,だけでなく、プライバシーに配慮しつつ AI や IoT 利“Design Implications and Methodology based on

活用しつつ、問題を解決していく手法の一つとしても

the Potential Needs of Seniors for Home

普及することが期待される。

Monitoring Systems.” The Asian Conference on
Design and Digital Engineering(ACDDE) 2018,pp.No68 1-10.

おわりに[2] Kenichiro Ito, Ryogo Ogino, Atsushi Hiyama,

近年、セキュリティ上の懸念も意識させるようになってきたスマートハウスにおいても、プライバシーにMichitaka

配慮した支援システムや見守りシステムが要求されてHead-Mounted Display Using Consumer Based

きている。本研究でもエッジコンピューティングなど

Virtual Reality Contents.” In Proceedings ofのインターネット上にデータを送信する前にデータ処

Human Aspects of IT for the Aged Population.

理や匿名化処理を行うシステム構成も提案している

Design[6]が、高齢者など最先端情報技術に疎い人でも十分にAcceptance HCII 2019. Information Systems and安心して利用する UX を提供できる段階にはできていApplications, incl. Internet/Web, and HCI, Vol.

ない。本研究はスマートハウスなどのシステムの中核11592,を担えるアプローチを有し、研究展望としては高齢者

DOI:10.1007/978-3-030-22012-9_13.

が安心・安全に使える生活支援 IoT プラットフォーム[3]

Hirose,forthe“Senior’sElderlyAcceptanceandofTechnology

pp.170-18,

Masatomo

Kobayashi,

AtsushiHiyama,Takahiro Miura, Chieko Asakawa, Michitakaの実現に資することが期待される。

Hirose, Tohru Ifukube, “Elderly User Evaluation
用語解説ofMobile

Touchscreen*1 Internet of Things(IoT)は、Kevin Ashton 氏がHuman-Computer Interaction – INTERACTINTERACTInteractions.”

2011. LectureIn:

1999 年にセンサ技術と RFID を起点としたインター2011.

Notesin

ネットとリアルをつなぐネットワーク網のことをComputer Science, vol 6946. pp.83–99, DOI:

さして発明された概念である。現代では意味が変化

10.1007/978-3-642-23774-4_9.

し、現実空間に対してコンピュータが感覚器官とな[4] Reina Yoshizaki, SooIn Kang, Hiroki Kogami,

り計測・分析・判断・実行するためのネットワーク

Kenichiro Ito, Daisuke Yoshioka, Koki Nakano,

網のことを指し、人間の入力したデータを介さない

Yuriki

一定の自律性をネットワーク化されたコンピュー

Fujisaki-Sueda-Sakai,タが有していることが特徴である。デバイス単位でHiroshige Matsumoto, Ikuko Sugawara, Misato

見た際は、インターネットにつながれた機器と単純

Nihei, Hiroko Akiyama, Tohru Ifukube, “Design化して説明することも少なくなく、代表的な例としand Verification of a Smart Home Managementてスマートフォンが取り上げられることもある。

System for Making a Smart Home Composable

Sakurai,

Takahiro

Miura,

MahiroKen-ichiroYabu,

and Adjustable by the Elderly.” Human Aspects
参考文献of IT for the Aged Population. Technology in[1] Jiang Wu, Yuriki Sakurai, Soo In Kang, Reina

Everyday Living. HCII 2022. Lecture Notes in

Yoshizaki, Akihiko Kamesawa, Koki Nakano,Computer Science, vol 13331. pp. 134–153, DOI:

Daisuke10.1007/

Yoshioka,Kazuki

Kaneko,Chung-Hsien Lin, Toko Funaki, Shiho Hirose,

978-3-031-05654-3_9.

Kenichiro Ito, Mahiro Fujisaki, Ikuko Sugawara,[5] Soo In Kang, Reina Yoshizaki, Koki Nakano,
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Taiyu Okatani, Akihiko Kamesawa, Daisuke
Yoshioka, Jiang Wu, Yuriki Sakurai, KenichiroIto,

MahiroSugawara,

Fujisaki-Sueda-Sakai,

MisatoNihei,

Takahiro

Ikuko
Miura,Ken-ichiro Yabu, Taketoshi Mori, Tohru Ifukube,Junichiro Okata, “Design and Implementation ofAge-Friendly Activity for Supporting Elderly'sDaily Life by IoT.”In Proceedings of Human
Aspects of IT for the Aged Population. Design for
the Elderly and Technology Acceptance HCII
2019. Information Systems and Applications,incl.

Internet/Web,andHCI,Vol.

11593,

pp.252-268, DOI: 10.1007/
978-3-030-22015-0_28.
[6] SooIn Kang, Kenichiro Ito, Reina Yoshizaki,
Hiroki Kogami, Koki Nakano, Daisuke Yoshioka,
Yuriki Sakurai, Mahiro Fujisaki-Sueda-Sakai,
Ikuko Sugarawa, Takahiro Miura, Ken-Ichiro
Yabu, Tohru Ifukube, “Enriching IoT Web
Application

Experience

byIntegrating

Containerized Edge Resource.” In 2022 IEEE
4th Global Conference on Life Sciences andTechnologies(LifeTech).

pp.544—546,

2022.

DOI: 10.1109/LifeTech53646.2022.9754770.
この研究は、令和元年度ＳＣＡＴ研究助成の対象として採用され、令和２～４年度に実施されたものです。

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