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開発ストーリー

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コニカミノルタのグローバルミッションは、変化する時代の中で多様化する世界中の「社会の困りごと・お客様の困りごと」を解決することです。日本では高齢社会による要介護者の増加と、生産年齢人口減少による介護スタッフの不足は大きな社会課題です。そこで、介護現場の過重労働、人材不足の問題を解決するために少しでもお役に立ちたい、という思いから2013年にケアサポートソリューションの開発を開始いたしました。

予想以上に困難だった技術開発

ケアサポートソリューションは、高齢者の行動を検知する見守りシステムとして開発がスタートした。
多くの介護施設では転倒事故を防ぐために様々な対策が行われており、これを何とか支援するというコンセプトのもと、以下3つの観点をまとめた。

  • 部屋全体を見守ること(特にベッド際は事故が多いので重要視する)
  • 転倒の予兆行動を捉えること
  • 万が一転倒事故が発生した場合にも改善のための動画が残ること

これらを実現するための技術手段を検討し、以下を決定した。

  • センサーは夜間でも鮮明に検知や記録できる近赤外の二次元センサーとマイクロ波センサーの組合せとする。
  • センサーは部屋全体を見守るため、ベッド脇ではなく天井に設置する。
  • 画像処理/信号処理により、高齢者の行動を検知する。

コニカミノルタの画像処理技術を惜しみなく投入し、転倒につながる行動や、転倒そのものを検知する技術開発を開始したが、センサーの天井設置は予想を遥かに超える困難な開発要件であった。部屋全体を見守るために広角レンズを使用する必要があり、遠近感が出ない。画像のわずかな違いから人物の動きを特定し、どのような行動か判断する必要があるのだが、遠近感がないため、水平方向の移動なのか、転倒につながる垂直方向の動きなのか正確に判定できない。少しでも早く駆けつけて頂けるように、検知時間をできるだけ短くすることにも取り組んだ。

当初は、シルエット処理による人物検知技術と頭部検知による人物の高さ検知技術の組合せで、転倒行動を判定しようとしたが、遠近感が出ないことにより判断精度が上がらなかった。しかし、この課題を何としてでも解決し介護現場のお役に立ちたいとの信念を持ち、さまざまな検討の結果、シルエットの形状とその時間変化を特徴量として加えた判定モデルとすることで、判断精度を向上させた。特徴量を検討するにあたって、高齢者の行動パターンについて、協力先である実介護施設から膨大なデータを入手解析し活用した。

行動検知技術の概念

お客様と同じ環境での性能評価

転倒の検知技術に関しては評価方法も手探りからスタートしたが、現在は当社研究棟に介護施設の居室を模したモデルルームを複数設置し、お客様と同じ環境で性能評価が行えるようにしている。性能評価では高齢者の行動から、つまずいて転ぶ、すべって転ぶ、何かから落ちて転ぶ、等を思いつくままに実演し、その数は延べ数万回。それでもエンジニアの実演はどうしても自分をかばってしまい実際の転倒とは異なることや、演者ごとのバラツキがあった。そのため、安心してお客様にお使いいただくためにテストの再現性の確保を目的として、今では転倒のパターンを分類整理した数百の実演映像を用いて定量的な性能評価・検証を行っている。

介護施設の居室を模したモデルルーム

確実かつ迅速に情報を伝えるシステム

他部門を巻き込み、エンジニアたちは開発を進めている

高齢者の見守りをコンセプトとして開発スタートしたケアサポートソリューションであるが、大きな目的は介護業務のワークフローの改善である。それらを実現するため、構成要素である各部屋のセンサー、情報を管理統括するサーバー、介護スタッフへの通知のためのスマートフォン、これらを有線/無線ネットワークを使い分け統合することで、確実かつ迅速に情報を伝えるシステムを構築した。例えば、ライブ映像はサーバーを介せずセンサーからスマートフォンに直接つなぐことで、最小限の遅延に抑え確実なデータ転送を実現している。

また、介護スタッフ用のスマートフォンは個人の専用とはせず、ユーザーログイン方式を採用している。不意の破損時にも、他の介護スタッフが使用していないスマートフォンで業務継続が可能であるばかりでなく、勤務(ログイン)している社員を確認しながら情報共有できるシステムを実現している。

もう一つ特筆すべきなのは、「監視カメラにしてはいけない」という強い思いがあったことだ。必要な事態が発生しない限り、施設及びスタッフ側はお部屋の画像を見たり保存したりすることはできない。また、入居者様のプライバシーを配慮して映像をぼかす処理機能が選択できる。

入居者様が違和感を覚えないデザイン

さらに天井設置のセンサーに関しては、利用者の室内環境に溶け込み、意識させないデザインで、可能な限り薄くすることを目指した。生活している入居者様に違和感を与えないことは重要な要素と考えていた。

部屋全体を見守るために一般的にはセンサーやレンズは監視カメラのようにドーム形状にする必要がある。当社はこれをフラットにするため、得意の光学技術でシミュレーションを繰り返し、配置と機構を工夫、何度も設計をやり直し高度な次元で両立した。実はセンサーのカバーに光学機能をもたせる設計手法を用いてこの課題を克服している。こうして入居者様が違和感を覚えないデザインを実現している。

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