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生体信号が伝えるメッセージを読み解く

生体センシング技術と情報処理の進歩、そしてスマートウォッチに代表されるウェアラブルデバイスの普及は、日常生活の中でヒトの生体信号を継続的に捉えることを可能にしました。
私たちの研究は、これらの膨大な生体ビッグデータを解析し、疾患の早期スクリーニング技術を確立することで、人命を守り、健康長寿社会を支えることを目指しています。
また、加齢による運転能力への影響を評価するなど、生体情報を社会制度の進歩に活かすアプローチも進めています。 生体信号データが語る「意外なメッセージ」を読み解いていくことが、私たちの研究です。

[ Research Achievement ]

[ 研究動画 ]

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生体信号が伝えるメッセージを読み解く

生体センシング技術と情報処理の進歩、そしてスマートウォッチに代表されるウェアラブルデバイスの普及は、日常生活の中でヒトの生体信号を継続的に捉えることを可能にしました。
私たちの研究は、これらの膨大な生体ビッグデータを解析し、疾患の早期スクリーニング技術を確立することで、人命を守り、健康長寿社会を支えることを目指しています。
また、加齢による運転能力への影響を評価するなど、生体情報を社会制度の進歩に活かすアプローチも進めています。 生体信号データが語る「意外なメッセージ」を読み解いていくことが、私たちの研究です。

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RESEARCH TOPICS

研究テーマ：生体信号が語るメッセージを読み解く

  • 1. 仮説駆動型研究（Hypothesis-Driven Research）

    「技術が引き起こす事故は、技術でしか解決できない」

    生理学的な知見に基づき、特定の現象と生体信号の因果関係を解明するアプローチです。

    • ・ドライバーの覚醒・特性解析

      ツアーバスの居眠り事故や高齢者の暴走事故など、健常者の命を突如奪う交通事故をゼロにするため、ドライバーの「眠気」に特異的な生体信号指標を抽出します。加齢に伴う生体特性の変化を捉え、安全な移動を実現する人間工学・感性工学的アプローチを推進します。

    • ・生体ゆらぎと情動のメカニズム解明

      生体ゆらぎ現象（1/fゆらぎ等）の本質を探求し、光刺激による覚醒・リラックスの誘発、発話と自律神経の関係、ヒトの情動推定など、生理学的指標に基づいたメンタル・QOL向上技術を開発します。

    • ・学際的フロンティア研究

      「可愛い」外観を持つ遠隔医療対話システムや、ウシの微睡（まどろみ）解析まで、対象は多岐にわたります。人間中心の設計を基盤とし、サイエンスをテクノロジーへと昇華させます。

    Keywords:Bio-signal processing, Ergonomics, Affective engineering, Physiological indicators, 1/f fluctuations, Optical stimulation.

  • 2. データ駆動型研究（Data-Driven Research）

    「生体ビッグデータから、見えない予兆をスクリーニングする」

    ウェアラブルデバイスの普及と機械学習を活用し、大規模データから新たな知見を抽出するアプローチです。

    • ・致死的不整脈・心臓突然死の早期検知

      年間6万人以上が犠牲となる心臓突然死を防ぐため、膨大な心拍変動データを解析し、心室細動等の危険な不整脈を予見する早期スクリーニング技術を確立します。

    • ・疾患連関の解明と実用化（SAS × 心房細動）

      睡眠時無呼吸症候群（SAS）と心房細動の密接な関連性に着目。私たちはすでに、ウェアラブルセンサを用いた脈波解析によるSASスクリーニングに成功しています（Hayano J, Yuda E et al, PLOS ONE, 2020）。この知見を拡張し、日常生活下での循環器疾患リスク予測を実装します。

    • ・社会実装のためのデータサイエンス

      機械学習を用いた生体ビッグデータ解析により、女性の性周期同定や、自律神経指標を用いた未病（Pre-disease）の可視化を行います。スマートウォッチ等のデバイスが収集するアンビュラント・ビッグデータを活用し、セキュアなデータベース構築と共に、実社会での予防医療を牽引します。

    Keywords:Screening, Wearable sensor, Machine learning, Ambulatory big data, Bioinformatics, Cardiac autonomic nerves, Pre-disease.

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研究テーマ

  • 1. 仮説駆動型研究（Hypothesis-Driven Research）

    「技術が引き起こす事故は、技術でしか解決できない」

    生理学的な知見に基づき、特定の現象と生体信号の因果関係を解明するアプローチです。

    • ・ドライバーの覚醒・特性解析

      ツアーバスの居眠り事故や高齢者の暴走事故など、健常者の命を突如奪う交通事故をゼロにするため、ドライバーの「眠気」に特異的な生体信号指標を抽出します。加齢に伴う生体特性の変化を捉え、安全な移動を実現する人間工学・感性工学的アプローチを推進します。

    • ・生体ゆらぎと情動のメカニズム解明

      生体ゆらぎ現象（1/fゆらぎ等）の本質を探求し、光刺激による覚醒・リラックスの誘発、発話と自律神経の関係、ヒトの情動推定など、生理学的指標に基づいたメンタル・QOL向上技術を開発します。

    • ・学際的フロンティア研究

      「可愛い」外観を持つ遠隔医療対話システムや、ウシの微睡（まどろみ）解析まで、対象は多岐にわたります。人間中心の設計を基盤とし、サイエンスをテクノロジーへと昇華させます。

    Keywords:Bio-signal processing, Ergonomics, Affective engineering, Physiological indicators, 1/f fluctuations, Optical stimulation.

  • 2. データ駆動型研究（Data-Driven Research）

    「生体ビッグデータから、見えない予兆をスクリーニングする」

    ウェアラブルデバイスの普及と機械学習を活用し、大規模データから新たな知見を抽出するアプローチです。

    • ・致死的不整脈・心臓突然死の早期検知

      年間6万人以上が犠牲となる心臓突然死を防ぐため、膨大な心拍変動データを解析し、心室細動等の危険な不整脈を予見する早期スクリーニング技術を確立します。

    • ・疾患連関の解明と実用化（SAS × 心房細動）

      睡眠時無呼吸症候群（SAS）と心房細動の密接な関連性に着目。私たちはすでに、ウェアラブルセンサを用いた脈波解析によるSASスクリーニングに成功しています（Hayano J, Yuda E et al, PLOS ONE, 2020）。この知見を拡張し、日常生活下での循環器疾患リスク予測を実装します。

    • ・社会実装のためのデータサイエンス

      機械学習を用いた生体ビッグデータ解析により、女性の性周期同定や、自律神経指標を用いた未病（Pre-disease）の可視化を行います。スマートウォッチ等のデバイスが収集するアンビュラント・ビッグデータを活用し、セキュアなデータベース構築と共に、実社会での予防医療を牽引します。

    Keywords:Screening, Wearable sensor, Machine learning, Ambulatory big data, Bioinformatics, Cardiac autonomic nerves, Pre-disease.

MEMBERS

Staff

[ PI ]

  • 湯田　恵美 Prof.Emi Yuda,D.Eng.,Ph.D.
  • 湯田 恵美

[ Researcher ]

  • 金子　格Dr.Itaru Kaneko,Ph.D.
  • 坂野　弘幸Dr. Hiroyuki Sakano,MBA.,Ph.D

[ Visiting Researcher ]

  • 最明　裕介Asst. Prof. Yusuke Saimyo
  • 枝松　浩行Horoyuki Edamatsu
  • 山田　篤Atsushi Yamada
  • 安藤　友樹Tomoki Ando
  • 石田　幸広Yukihiro Ishida

[ Technical Staff ]

  • 樽澤　雄太Yuta Tarusawa
  • 西村　朝日Asahi Nishimura

[ Students ]

  • 三重大学 大学院工学研究科　情報工学専攻(M1-2)
  • 三重大学 工学部　情報工学コース(B4)

[ Accompanied URA ]

  • 松原　雄介　Asst. Prof. Yusuke Matsubara, Ph.D.

[ Collaborators ]

  • 吉澤　誠　Prof. Makoto Yoshizawa, Ph.D.
  • 早野　順一郎　Prof. Junichiro Hayano, MD, Ph.D.

[ Collaborative laboratory ]

  • 東北大学 サイバーサイエンスセンター　杉田研究室
  • 東北大学 大学院工学研究科　高橋研究室
  • 東北大学 大学院医学研究科　本間研究室
  • 東北大学 加齢医学研究所　杉浦研究室
  • The University of Texas at Austin
  • Harvard Medical School
  • CHU Grenoble（Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble）
  • 情報通信研究機構（NICT)
  • 国立情報学研究所（NII)
  • 産業技術総合研究所（AIST）
  • 岐阜メイツ睡眠クリニック
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Staff

[ PI ]

  • 湯田　恵美 Prof.Emi Yuda,D.Eng.,Ph.D.
  • 湯田 恵美

[ Researcher ]

  • 金子　格Dr.Itaru Kaneko,Ph.D.
  • 坂野　弘幸Dr. Hiroyuki Sakano,MBA.,Ph.D

[ Visiting Researcher ]

  • 最明　裕介Asst. Prof. Yusuke Saimyo
  • 枝松　浩行Horoyuki Edamatsu
  • 山田　篤Atsushi Yamada
  • 安藤　友樹Tomoki Ando
  • 石田　幸広Yukihiro Ishida

[ Technical Staff ]

  • 樽澤　雄太Yuta Tarusawa
  • 西村　朝日Asahi Nishimura

[ Students ]

  • 三重大学 大学院工学研究科　情報工学専攻(M1-2)
  • 三重大学 工学部　情報工学コース(B4)

[ Accompanied URA ]

  • 松原　雄介　Asst. Prof. Yusuke Matsubara, Ph.D.

[ Collaborators ]

  • 吉澤　誠　Prof. Makoto Yoshizawa, Ph.D.
  • 早野　順一郎　Prof. Junichiro Hayano, MD, Ph.D.

[ Collaborative laboratory ]

  • 東北大学 サイバーサイエンスセンター　杉田研究室
  • 東北大学 大学院工学研究科　高橋研究室
  • 東北大学 大学院医学研究科　本間研究室
  • 東北大学 加齢医学研究所　杉浦研究室
  • The University of Texas at Austin
  • Harvard Medical School
  • CHU Grenoble（Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble）
  • 情報通信研究機構（NICT)
  • 国立情報学研究所（NII)
  • 産業技術総合研究所（AIST）
  • 岐阜メイツ睡眠クリニック

BIOGRAPHY

PI
湯田　恵美
Prof. Emi Yuda, D.Eng., Ph.D.

湯田 恵美

東京都出身。東北大学大学院工学研究科助教、同情報科学研究科准教授等を経て、2024年より三重大学研究基盤推進機構半導体・デジタル未来創造センター教授、同大学院工学研究科情報工学専攻教授。生体信号処理および生体ビッグデータ解析に関する研究に従事。生体ゆらぎ機序の解明、脳と心拍の相互作用といった基礎研究から、産学連携を通じた応用研究まで幅広く取り組む。2021年度生理人類学会優秀論文賞、JPA High-Impact Review Article Award 2022等を受賞。東北大学大学院工学研究科特任教授（クロスアポイントメント）、公立千歳科学技術大学客員教授。

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PI
湯田　恵美
Prof. Emi Yuda, D.Eng., Ph.D.

湯田 恵美

東京都出身。東北大学大学院工学研究科助教、同情報科学研究科准教授等を経て、2024年より三重大学研究基盤推進機構半導体・デジタル未来創造センター教授、同大学院工学研究科情報工学専攻教授。生体信号処理および生体ビッグデータ解析に関する研究に従事。生体ゆらぎ機序の解明、脳と心拍の相互作用といった基礎研究から、産学連携を通じた応用研究まで幅広く取り組む。2021年度生理人類学会優秀論文賞、JPA High-Impact Review Article Award 2022等を受賞。東北大学大学院工学研究科特任教授（クロスアポイントメント）、公立千歳科学技術大学客員教授。

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ACCESS

三重大学 研究基盤推進機構 半導体・デジタル未来創造センター
大学院工学研究科 情報工学専攻

[ 所在地 ]

〒514-8507 三重県津市栗真町屋町1577
三重大学 研究基盤推進機構 半導体・デジタル未来創造センター
地域イノベーション研究棟　A121室（実験室、学生居室）A223室（教授室）
大学院工学研究科 情報工学専攻　1408室 （教授室）
https://www.mie-u.ac.jp/about/map/

[ 交通アクセス ]

  • 公共交通機関： 近鉄名古屋線「江戸橋駅」下車、徒歩約15分。
  • バス： 津駅東口（4番乗り場）より「三重大学前」ほか降車。

  • [ 学生・研究生募集 ]

    大学院（工学研究科 情報工学専攻）、学部（工学部 情報工学コース）
    研究生制度については、三重大学 研究基盤推進機構へお問い合わせ
    https://www.opri.mie-u.ac.jp/

  • [ 見学可能 ]

    毎年1月〜2月に実施（新M1, B4学生対象）

  • [ 研究テーマ ]

    生体信号処理、ビッグデータ解析、生体計測、生体医工学、生体情報学、人間工学、感性工学、健康科学、ヘルスプロモーション、情報セキュリティ、標準化技術など。 データサイエンスを核とした、分野横断的な学際研究（サイエンスから社会実装まで）を行っています。

  • [ 共同研究 ]

    三重大学では産学官連携を推進しており、企業等の皆様との共同研究・受託研究を積極的に受け入れております。

  • [ 学術指導 ]

    三重TLOへお問い合わせくださいhttps://www.mie-tlo.co.jp/

  • [ 講演・業務依頼 ]

    教員への講演、委員、非常勤講師等のご依頼については、下記よりお問い合わせをお願いいたします。
    https://www.opri.mie-u.ac.jp/

MORE

三重大学 研究基盤推進機構 半導体・デジタル未来創造センター
大学院工学研究科 情報工学専攻

[ 所在地 ]

〒514-8507 三重県津市栗真町屋町1577
三重大学 研究基盤推進機構 半導体・デジタル未来創造センター
地域イノベーション研究棟　A121室（実験室、学生居室）A223室（教授室）
大学院工学研究科 情報工学専攻　1408室 （教授室）
https://www.mie-u.ac.jp/about/map/

[ 交通アクセス ]

  • 公共交通機関： 近鉄名古屋線「江戸橋駅」下車、徒歩約15分。
  • バス： 津駅東口（4番乗り場）より「三重大学前」ほか降車。

  • [ 学生・研究生募集 ]

    大学院（工学研究科 情報工学専攻）、学部（工学部 情報工学コース）
    研究生制度については、三重大学 研究基盤推進機構へお問い合わせ
    https://www.opri.mie-u.ac.jp/

  • [ 見学可能 ]

    毎年1月〜2月に実施（新M1, B4学生対象）

  • [ 研究テーマ ]

    生体信号処理、ビッグデータ解析、生体計測、生体医工学、生体情報学、人間工学、感性工学、健康科学、ヘルスプロモーション、情報セキュリティ、標準化技術など。 データサイエンスを核とした、分野横断的な学際研究（サイエンスから社会実装まで）を行っています。

  • [ 共同研究 ]

    三重大学では産学官連携を推進しており、企業等の皆様との共同研究・受託研究を積極的に受け入れております。

  • [ 学術指導 ]

    三重TLOへお問い合わせくださいhttps://www.mie-tlo.co.jp/

  • [ 講演・業務依頼 ]

    教員への講演、委員、非常勤講師等のご依頼については、下記よりお問い合わせをお願いいたします。
    https://www.opri.mie-u.ac.jp/

Subject Recruitment

現在被験者募集を行っている実験はありません。

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現在被験者募集を行っている実験はありません。

Experimental Data

本研究室では、関連実験施設において収集・記録された「人を対象とする研究」を除く実験データの一部を研究者向けに提供します。データ提供システムが有効に活用されることにより、世界の研究者と議論を行う機会に繋がり、研究活動のグローバルな展開と国際共同研究の推進を図ります。実験データは、センター内にあるサーバーにフォーマットを統一して順次集約していきます。
お問合せについてはこちらからお願いします。
emi.yuda[at]cds.tohoku.ac.jp　※[at]は@に置き換えてください

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本研究室では、関連実験施設において収集・記録された「人を対象とする研究」を除く実験データの一部を研究者向けに提供します。データ提供システムが有効に活用されることにより、世界の研究者と議論を行う機会に繋がり、研究活動のグローバルな展開と国際共同研究の推進を図ります。実験データは、センター内にあるサーバーにフォーマットを統一して順次集約していきます。
お問合せについてはこちらからお願いします。
emi.yuda[at]cds.tohoku.ac.jp
※[at]は@に置き換えてください