2018 Fiscal Year Research-status Report
ハイブリッドBMI型下肢リハビリテーションシステムの開発
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16K21290
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
荒木 望 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (10453151)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 定常状態視覚誘発電位 / 事象関連脱同期 / ハイブリッドBMI / リハビリテーション / VR 装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，脳波を用いて運動麻痺患者の運動意図に応じて動作する新しいリハビリテーションシステムの開発を最終目標としており，（１）これまでの研究で行ってきた運動時の脳波に現れる特徴量を用いた動作判別に加え，視覚刺激によって脳波に発生する特徴量など，動作判別に用いるものとは異なる特徴量を同時に利用するハイブリッド型ブレインマシンインタフェース手法を確立し，脳波から複数動作を弁別することや動作判別と同時に機器の制御を使用者自身が行える手法を確立する，（２）リハビリテーション装置の制御において，使用者の予期せぬ動きに対しても無理な力を発生しない安全な制御手法の適用検討およびその制御手法の確立，の２つについて主に取り組んでいる．
平成３０年度は（１）のブレインマシンインタフェース手法の検討として，昨年度から行っている視点に対して左右で異なる周期で点滅するパターンを使用した際に脳の視覚野の左右で異なる脳波が発現する特性を利用してパターン識別数を増やす手法について検討を行い，同手法で視覚刺激型インタフェースの構築が可能であることを確認した．
また，（２）については昨年度から行っているヘッドマウントディスプレイ型VR装置による仮想空間上での運動状態の提示に関して引き続き検討を行った．また，機器の制御手法としては受動速度場制御をマスタ・スレーブ型機器の制御に用いられるバイラテラル制御に適用した手法について検討を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
視覚刺激による定常状態視覚誘発電位と運動企図により発生する事象関連脱同期を用いたハイブリッド型BMI手法に関しては，前年度から行っていた視覚刺激手法に関する検討に時間がかかったため，結果として事象関連脱同期との組み合わせによる実験が遅れており十分に行えていない状態である．これについては今後，既存の足こぎ装置および現在検討中の視覚刺激型インタフェースを用いて実験を行う．
また，リハビリテーション装置については昨年度の時点で足こぎ装置への受動速度場制御の適用を行い，安全に停止できることを確認できたことから一定の目処がついたと考える．一方で，今後の外骨格型下肢駆動装置の試作に応用するため，今年度は新たに受動速度場制御をマスタ・スレーブ型機器の制御に用いられるバイラテラル制御に適用した手法について検討を行った．
結果のまとめについては，本研究課題内でも実験を行った足こぎ車いす型装置に関する論文を共同研究者とともに執筆中であるが，現時点で投稿できておらず遂行が若干遅れていることから，研究機関の延長を申請した．
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| Strategy for Future Research Activity |
ハイブリッド型BMI手法に関しては，左右独立刺激型の視覚刺激手法に関する検討と同時並行で事象関連脱同期との組み合わせによる実験を今年度中に行い，結果をまとめる予定である．
また，リハビリテーション装置に関する結果のまとめとしては，本研究課題内でも実験を行った足こぎ車いす型装置に関する論文を共同研究者ととも今年度中に執筆・投稿する予定である．
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| Causes of Carryover |
当初購入を検討していた体の動きを計測するセンサシステムについては，本研究課題とは異なる予算で購入することができたため，余剰が生じた．
一方で，視覚刺激システムの構築や論文執筆が遅れたことにより計画に遅延が生じ，研究期間を延長することとなったため，余剰分はこれらのシステム構築ならびに論文執筆に使用するものとする．
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