脳波信号を利用した人間の意志推定とマンマシンインターフェースへの応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450166
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 井上 勝裕 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (00150516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 誠 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (00274556) ; 熊丸 耕介 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (30037949)
• Keywords: 脳波 / 事象関連電位 / マンマシンインターフェース / 選択反応実験 / システム同定 / 信号処理 / 確率システム / パタン認識

Research Abstract

本研究では,人間の意志を脳波から識別し,マンマシンインターフェースに利用する方法を確立することを目的として,認識や運動に関連した脳波の識別に関する研究を進め,以下の研究成果を得た.
(1)脳波データ採取システムの構築
本研究経費で購入したディジタル脳波計は電極毎の情報をメーカー独自のフォーマットで記録しており,このデータを本研究室で開発してきた処理システムで利用できるよう,その変換ソフトウェアの整備等を進め,新実験システムの構築を行った.
(2)視覚性オドボール課題時の応答脳波の波形パタン識別
目標刺激が出現した時だけその回数をカウントするよう被験者に義務づけた選択反応実験において得られた刺激応答脳波の識別を試みた.これまでの研究において,前頭部や後頭部の局所脳波を利用することによって,識別精度が上がることが確認されており,その定量的評価を主目的として実験を行ったが,再現性のある結果を得るまでにはいたらず,現在,新実験システムや実験環境の見直しを行っている段階である.
(3)波形形状認識手法に関する検討
P300等に見られる徐波成分の波形形状認識手法に関する検討を行った.波形のボトムからボトムまでの一波形切り出しにおいて,現状の手法では,ボトムの左右差が大きい場合や,下り側のリップル成分が大きい場合に識別ミスすること等が明らかになった.
(4)運動に関連した脳波変動検出に関する検討
右手・左手をディスプレィからの指示に応じて動かすことを想像することを被験者に義務づけた実験によって得られた脳波2ch(C3,C4)を統計的パタン認識手法によって識別検出することを試み,2chを同時に処理して識別を行うことによって,安定して識別できることを確認した.現在,個人差や実験日間の差違等に関して,推定自己回帰モデルパラメータの分布に着目して,検討を行っている段階である.

Research Products

• [Publications] Katsuhiro Inoue: "An Adaptive Clustering Method of the Cross-Sectional Mean Void Fraction Signals of Gas-Liquid Two-Phase Flow"Proceedings of the 12th IFAC Symposium on System Identification. ThMD4-1 (2000)
• [Publications] Hiroshi Shiratsuchi: "Studies on Initialization for Multilayer Networks"Proceedings of the 12th IFAC Symposium on System Identification. WeAM2-1 (2000)
• [Publications] 井上勝裕: "呈示視覚刺激に対応する応答脳波の波形パタン識別を目的とした特徴抽出法"計測自動制御学会 第39回学術講演会予稿集. 202B-4 (2000)
• [Publications] 井上勝裕: "クラスタリングに基づく視覚認識時応答脳波の波形パタン識別"計測自動制御学会 第39回学術講演会予稿集. 302C-4 (2000)
• [Publications] 前田誠: "拡張型B-スプライン曲面に基づく形状モデリング"計測自動制御学会 第39回学術講演会予稿集. 109A-2 (2000)
• [Publications] 井上勝裕: "視覚性オドボール課題時の脳波波形のパタン認識"平成12年度日本ME学界九州支部学術講演会 論文集. 23 (2001)