2017 Fiscal Year Research-status Report

ウェアラブル脳波計を用いた実環境下におけるワークロードの推定

Research Project

Project/Area Number	16K21688
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	横田悠右国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 研究員 (10710593)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	脳波 / 生体情報 / ワークロード / 聴覚定常状態応答
Outline of Annual Research Achievements	ウェアラブル脳波計を用いた脳波計測から，ヒトがどの程度，脳を使っているかという指標であるワークロードを推定するための研究を行っている．昨年度は，トレッドミルを歩行している間，複数の難易度の課題を実行したときに，脳活動がどのように変化するかを実験，調査した．その結果，聴覚定常状態応答と呼ばれる脳活動が，課題難易度に従って減少することが示された．この実験結果は，聴覚定常状態応答が脳内のワークロードの指標となることを示している．この成果を世界中に発信するために，本成果を学術論文としてまとめた．論文はFrontiers in Human Neuroscience のOriginal Researchとして採択された．また，聴覚定常状態応答がワークロードの指標となるという結果を受けて，現在，企業との共同研究を実施している．工場において作業員が業務として設定された課題を行っている間，課題に対する習熟度が脳内におけるワークロードから推定できるのではないかという仮説を立てた．この仮説を検証するために，工場を模した環境下において課題を実行中の脳活動が，課題を熟知している熟練者と，初めて課題行う非熟練者においてどのような変化が見られるかを検証した．その結果，非熟練者は毎日，課題を行うごとにワークロードの値が小さくなった．このことから，非熟練者は作業を繰り返すことで，作業に対する熟練度が上達し，その結果，脳内のワークロードが小さくなったと考えられる．なお，本研究は国立研究開発法人情報通信研究機構の倫理委員会およびパーソナルデータ取扱研究開発業務審議委員会の承認を受け，すべての参加者に対して実験内容について事前に十分な説明を行った後，参加の同意を得た上で行われた．すべての実験は，ヘルシンキ宣言に記載された倫理基準に従って実施された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 学術論文として研究成果をまとめる段階において，データの再解析を行うことで，聴覚定常状態応答の変化が，実験課題による難易度だけではなく，被験者の実験に対する疲労といった要因も絡んでいると考えられ，当初，予期していなかった情報が反映されている可能性が示された．本成果はFrontiers in Human Neuroscienceの学術論文に投稿し，採択された．また，企業との共同研究を行い，工場を模した環境下において，作業員が業務を行っているときの脳内のワークロード計測実験を行った．実験は，業務を常日頃行っている熟練者と，業務に携わったことがない非熟練者の条件下にて行われた．実験の結果，熟練者は，毎日実験課題を行っていてもワークロードの値が変化しなかったが，非熟練者は，課題中のワークロードが日毎に小さくなるという結果が得られた．この結果は，聴覚定常状態応答が，ヒトの課題に対する上達度を評価する指標として利用できる可能性を示している．
Strategy for Future Research Activity	ワークロードを評価するための新しい指標を確立する予定である．現在，聴覚定常状態応答からワークロードを評価するためには，２，３分の長さの脳波計測が必要であるが，より短いタイムスパン，すなわち，リアルタイムにワークロードを評価するための方法を提案，検証中である．これを実現させるために，長期間の脳波計測実験を行って得られたデータに対して，統計解析や機械学習法を導入した脳波解析法を提案する予定である．
Causes of Carryover	当初より，実験をスムーズに行うことができたため，必要な物品を購入する必要がなくなったため．脳波計測解析に必要な備品を購入する．また新しい解析法を導入するため，学会や研究会等の出張費，場合によっては既存のデバイスのチューンアップを行う．