2017 Fiscal Year Research-status Report
Fuzzy Intent Recognition Method for Robot Control for Severe ALS Patient Care
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16K12503
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
王 碩玉 高知工科大学, システム工学群, 教授 (90250951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 健司 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (10274367)
永野 靖典 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (30380372)
姜 銀来 電気通信大学, 脳科学ライフサポート研究センター, 准教授 (70508340)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 介護ロボット / 寝たきり障がい者 / 曖昧な概念 / BCI / Fuzzy_BCI / 距離型ファジィ推論法 / 生活支援ロボット / NIRS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
介護ロボットは，言語や文字やジェスチャでは意図を表現できない，寝たきり障がい者を介護する場合、まずは何らかの方法で寝たきり障害者の意思を理解する必要があります．この課題を解決するために，様々なBrain Computer Interface が研究されています．脳
に細い電極を刺す侵襲式のアプローチは高い認識率を得られるが，感染や可塑性による特性変化への対応など問題があります．本研究では，身体や頭部の拘束もない且つ低侵襲のアプローチの一つである近赤外分光法(Near-Infrared Spectroscopy, NIRS)脳測定装置を
用いて，“冷たい水が飲みたい”や“熱いからエアコンの温度設定を下げて”のような曖昧な意図をも認識するためのFuzzy Brain Computer Interface （以下では，Fuzzy_BCI と略称）の開発に挑戦します． 今年度では，具体的に以下の成果を挙げられています．
（１）複数チャンネルを用いて、体性感覚野と体性感覚聨合野を測定する際に、各チャンネルに重みをつけて、距離型ファジィ推論法に基づいて学習アルゴリズムを構築しました。（２）これまでは、”熱い”の認識率を向上させたが、（１）の手法を用いて、室内温度の変化を推定することが出来まました。つまり、重み学習ができたら、室温の上昇、室温の下降におけるヘモグロビン濃度の変化を推定する可能性があります。また、居所温度変化に対する脳測定も行い、大局的温度変化との脳反応が違うことも発見しました。（３）”前方”、”左方”、”右方”との方向性認識においては、体性感覚野に一次運動野と前頭聨合野も同時測定し、チャンネルの重み学習後、ウェーブレット変換により特徴抽出を行いました。昨年度の手法より、認識率を向上させることができました。これは、電動車いすを随意に制御できるということを意味します。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
距離型ファジィ推論を用いてチャンネルの重み付き学習を行い、一定な効果が得られています。また、曖昧な概念だけではなく曖昧な概念の変化や、局所的温度変化と大局的温度変化との違いなど新しい知見を得られました。
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| Strategy for Future Research Activity |
“呼吸が苦しい”，“胸が痛い”，“喉が渇く”，“部屋が暑い”など典型的な曖昧な意図に対して、認識試験を行う予定です。
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| Causes of Carryover |
国際学会発表としては、高知にて行われる6th International Symposium on Frontier Technologyにて成果発表を行うことになったので、国際旅費の出費は有りませんでした。
節約した国際旅費は、NIRSの脳測定装置用光ファイバーの購入は非常に高価なもので、次年度の予算を足して、購入する予定です。
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| Remarks |
研究室のホームページより、研究成果を発信しております。
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