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Development of a EEG connectivity feedback system for human intention reasoning

Research Project

Project/Area Number 23K20008
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1002:Human informatics, applied informatics and related fields
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

藤原 正幸  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 研究職員 (50982203)

Project Period (FY) 2023-08-31 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
KeywordsEEG / 脳波 / ニューロフィードバック / コミュニケーション / 意図
Outline of Research at the Start

人間のコミュニケーションでは,記号や身体動作といった異なる様式を介して意図推論を行うことで意図理解に至るが,その両者の様式を統一的に扱う神経基盤を検討する方法論はなく,その通時性や因果関係は定かでない.
本研究では,人間の意図推論時の結合脳波フィードバックシステムの開発を行うことで,記号性や身体性を介した意図推論時の統一的な神経基盤を操作的に検証する.
意図推論課題時の脳波を対象に,脳部位間の実効的結合性を扱う指標を導入・分析した結果と目標状態の脳ネットワーク間の類似度を算出し,誤差を基に結合脳波フィードバックを行う.意図推論時の統一的な神経基盤への操作が意図理解の成否に影響するかを確かめる.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,意図推論時を対象とする結合脳波フィードバックシステムの開発を通じて,意図理解の成否の要因を操作的に検証することを目的とする.
本年度後半では,既存の新しいニューロフィードバック法に関する手法や拡張性についてサーベイや実装を行なった.具体的には,オンラインかつ高精度に時間周波数パワーを推定する手法を実装し検討ができた.また様々なオンライン解析手法を比較・検討する論文から,それらの強み・弱みについて理解・検討することもできた.これらの手法や拡張について,本研究で対象とするニューロフィードバックに導入していくことで,新規かつ高精度なニューロフィードバック手法を開発することが期待できる.
今後は,脳波計測デバイスを導入し,実際にオンライン計測された意図理解時のデータに対して,脳部位間の実効的結合性を分析した結果と目標状態の脳ネットワーク間の類似度を算出し,結合脳波フィードバックを行うシステムを開発し検証を進める.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

所属機関の変更や円安などの複数の要因により,当初の計画の計測機材の購入などがやや難しくなったため,来年度に購入する計画に変更した.そこで今年度後半では,脳波をオンラインで解析処理するための最先端かつ高精度な手法について,論文サーベイやプログラムによる実装を行うこととした.これらのことから,研究計画の遅延がやや発生している.

Strategy for Future Research Activity

2024年度は前年度の予算と合算して計測機材の購入を行い,前年度に行った論文サーベイやプログラムによる実装を組み合わせることで,オンラインで高精度に解析処理をするシステムを構築する見込みである.

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Universite de Lorraine(フランス)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Trigger circuit design and system integration for simultaneous measurement of human EEG, motion, and gaze2024

    • Author(s)
      Fujiwara Masayuki、Phan Duc、Bougrain Laurent、H?naff Patrick、Wagatsuma Hiroaki
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Artificial Life and Robotics

      Volume: 29 Pages: 1047-1050

    • DOI

      10.5954/ICAROB.2024.GS6-3

    • ISSN
      2188-7829
    • Year and Date
      2024-02-22
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Systematic Recording System to Analyze ERD/ERS in EEG to Focus Individual Timing Differences in a Three-Grasping-Type Task2024

    • Author(s)
      Kosei Shibata, Masayuki Fujiwara, Phan Hoang Huu Duc, Laurent Bougrain, Patrick Henaff, Hiroaki Wagatsuma
    • Journal Title

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trigger circuit design and system integration for simultaneous measurement of human EEG, motion, and gaze2024

    • Author(s)
      Masayuki Fujiwara, Phan Hoang Huu Duc, Laurent Bougrain, Patrick Henaff, Hiroaki Wagatsuma
    • Organizer
      The 2024 International Conference on Artificial Life Robotics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 意図推論のための脳波同期フィードバック手法の検討2023

    • Author(s)
      藤原 正幸
    • Organizer
      第6回ケアXDXセンター研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 人間―機械間の意図推論を対象とした結合脳波フィードバックシステムの提案2023

    • Author(s)
      藤原 正幸
    • Organizer
      第5回共調的社会脳研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-09-11   Modified: 2024-12-25  

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