乳児の計測技術の開発と応用

このプロジェクトについて

乳幼児の発達原理を解明していくためには、科学技術の発展が必要不可欠です。私たちは新たなテクノロジーに基づく計測技術や研究手法の開発を進め、それらを応用することで、音楽性や言語の起源を探る試みなどを進めています。本プロジェクトは、東京大学大学院教育学研究科附属発達保育実践政策学センター関連SEED研究、およびJSPS科学研究費補助金 [20K14253, 代表：新屋裕太] の助成を受けています。

乳幼児を対象とした運動計測技術の開発とその応用

乳幼児の日常場面（養育者に抱っこされている場合など）で活動を計測する場合、既存の活動量計（加速度センサ）を乳幼児に取り付けると、養育者の動きの成分も混入してしまい、正確に乳幼児の動きを測れないという問題点などがあります。そこで私たちは、東大発ベンチャーのXenoma社と共同で、スーツの伸び縮み（歪みセンサ）から動きを数値化できる乳幼児用のセンサースーツ（E-skin coo）の妥当性を検証し、乳児の運動成分のみを計測できることを確認しました（Fujii, Watanabe, & Taga, 2020 Infant Behav Dev）。このE-skin cooは、普段着のように着ることができ、乳幼児にも負担が少ないため、乳幼児の動きを見える化（数値化）するためのウェアラブルセンサの一つとして、家庭や保育場面における今後の応用が期待されます。

主な研究成果

新屋裕太・藤井進也・奥絢介・渡辺はま・多賀厳太郎.「乳児の運動計測技術による発達理解とその未来」『発達保育実践政策学のフロントランナー』（発達保育実践政策学センター監修, 秋田喜代美・遠藤利彦編），中央法規出版，第3巻4章, 95-126.
Fujii, S., Watanabe, H., Taga, G. Wearable strain sensor suit for infants to measure limb movements under interactions with caregiver. Infant Behavior and Development, 58, 101418, 2020.
新屋裕太・藤井進也・渡辺はま・多賀厳太郎. (2017). 赤ちゃん用センサースーツの開発と今後の展望. 発達保育実践政策学センター公開シンポジウム人生のはじまりを豊かに～乳幼児の発達・保育研究のイノベーション～. (8月6日, 東京大学, 東京) .

身体運動可聴化技術を用いた乳児の音遊び行動とその生理的機構の解明

身体運動を可聴化する技術はソニフィケーションと呼ばれ、楽器を用いない音楽演奏（エアドラムなど）や新たな音楽体験を可能にする技術として近年注目を集めています。私たちは、こうした技術を応用することで、乳幼児が環境とどのように相互作用するかを調査し、自発的な行動や発声が随意的な「音遊び」になっていく過程や、その生理的基盤を明らかにする試みも行っています。たとえば、乳児の手足にエアドラムセンサ（Freedrum社）を装着することで、四肢運動に応じて即時的に楽器の音がフィードバックされ、また奏でた音の時系列データを楽譜化するシステムを開発しました（Oku et al., 2020 BCCCD）。さらに、こうしたシステムを用いることで、乳児の音と手足の随伴関係への気づきや心血管系の予期的な制御を促し、探索行動（音遊びなど）を増加させることが明らかになりつつあります（Shinya et al., 2022 Exp Brain Res）。

主な研究成果

Shinya, Y., Oku, K., Watanabe, H., Taga, G., & Fujii, S. (2022). Anticipatory regulation of cardiovascular system on the emergence of auditory-motor interaction in young infants. Experimental Brain Research, 240(6), 1661–1671.
Oku, K, Shinya, Y., Watanabe, H., Taga, G., & Fujii, S. (2020). Change of Limb Movements in Response to Auditory Feedback with Virtual Drum-Kit Device in Three-Months-Old Infants. Budapest CEU conference on cognitive development. (9-11th, January, Budapest, Hungary) [ポスター, 査読有]
Shinya, Y., Oku, K., Watanabe, H., Taga, G., & Fujii, S. (2020). Heartbeat of infant drummer: Allostatic regulation of cardiovascular system in auditory-motor integration at three-month-old. XXII Biennial International Conference on Infant Studies. (6-9th, July,virtual) [ポスター, 査読有]