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2020 Fiscal Year Annual Research Report

リアル脳と人工知能の融合による重度運動機能障がい者向け意思伝達支援技術の開発

Research Project

Project/Area Number 18H03142
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

長谷川 良平  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (00392647)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松本 有央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (00392663)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
KeywordsBMI/BCI / 脳波 / 事象関連電位 / 人工知能 / 意思伝達
Outline of Annual Research Achievements

本研究では研究代表者の技術シーズである重度運動機能障がい者向けの脳波による意思伝達装置「ニューロコミュニケーター」と、近年めざましい発展を遂げている人工知能分野における音声識別技術や顔画像識別技術を融合した、「リアル脳と人工知能のハイブリッド型BMI」の実現可能性について検討した。
3年間に計画したサブテーマは以下の通りである。①重度運動機能障がい者のコミュニケーション場面におけるニーズ調査、②画像/音声識別に基づいて対話者の意図を把握する人工知能モジュールの開発、③文脈に応じた言語メッセージの候補を提案する人工知能モジュールの開発、④言語/非言語メッセージを独立に選択する脳波BMIモジュールの開発、⑤非言語メッセージを表出可能なCGアバターアバターの動画DBの構築、⑥ハイブリッド型BMI技術による臨床研究。
このうち最終年度では、特に⑤に取り組み、従来システム(どのような言語メッセージを発するときもCGアバターの表情が一定=ほぼ無表情)を改変し、言語メッセージに付随する感情状態も非言語的に表出できるように、CGアバターの表情を8種類から選べるようにした。これによって、ある言語メッセージを強調できるようになっただけでなく、一見、セリフとは不一致の表情を用いてメタメッセージ(皮肉や照れ隠しなど)も表出できるようにした。
最終年度に計画していた、⑥(臨床評価)に関しては、コロナ禍において基礎疾患のある難病患者を対象とした臨床研究の実施は感染や重症化のリスクを高めるため、見送ることにした(今後、別プロジェクトで検証したいと考えている)。その代わりに、医療現場の関係者とのヒアリングを多数実施し、本研究成果を家庭内の介護現場のみならず病院等の医療現場にどのように導入するかに関して検討し、医療系ピッチコンテストでの優勝などにつながった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Development of the Cognitive Training System by the Event-related Potential2021

    • Author(s)
      HASEGAWA Ryohei P.、NAKAMURA Yoshiko、ATOBE Yuumi、TAKEHARA Mayuko
    • Journal Title

      Transactions of Japan Society of Kansei Engineering

      Volume: 20 Pages: 49~57

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-20-00034

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Construction of a Classical Music Database for Research Purposes in the Field of Kansei Evaluation2021

    • Author(s)
      YAMAMOTO Hiroto S.、TAKEHARA Mayuko S.、MATSUMOTO Narihisa、HASEGAWA Ryohei P.
    • Journal Title

      Transactions of Japan Society of Kansei Engineering

      Volume: 20 Pages: 205~212

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-20-00070

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of neuronal responses in primate inferior-temporal cortex and feed-forward deep neural network model with regard to information processing of faces2021

    • Author(s)
      Matsumoto Narihisa、Mototake Yoh-ichi、Kawano Kenji、Okada Masato、Sugase-Miyamoto Yasuko
    • Journal Title

      Journal of Computational Neuroscience

      Volume: 17 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1007/s10827-021-00778-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Assessment of the Visuo-spatial Cognitive Function by the Discrimination Task of the Figure’s Rotation Angle2020

    • Author(s)
      TAKEHARA Mayuko、SAWAHATA Hirohito、HASEGAWA Ryohei P.
    • Journal Title

      Transactions of Japan Society of Kansei Engineering

      Volume: 19 Pages: 263~268

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-19-00072

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脳波による脳トレ競技 「bスポーツ」 の可能性について - ロボットアバターを用いた 対戦競技の実施報告 -2021

    • Author(s)
      長谷川 良平、竹原 繭子、山本 泰豊
    • Organizer
      第16回日本感性工学会春季大会
  • [Presentation] 脳波スイッチを用いた 脳情報活用サービスの実用化に向けて2021

    • Author(s)
      長谷川 良平
    • Organizer
      第 1 5 回 つくばビジネスマッチング会
    • Invited
  • [Presentation] Development of an EEG-based cognitive assessment system, "Neurodetector," using a pattern recognition for detection of event-related potentials.2021

    • Author(s)
      Mayuko Takehara, Hiroto Yamamoto and Ryohei P. Hasegawa
    • Organizer
      The 7th International Society of Affective Science and Engineering (ISASE 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of an EEG-based biomarker for cognitive assessment.2020

    • Author(s)
      Ryohei P. Hasegawa, Nakamura Yoshiko and Mayuko Takehara
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] Development of an EEG-based cognitive assessment system: using a spatial cognitive task.2020

    • Author(s)
      Mayuko Takehara and Ryohei P. Hasegawa
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] 事象関連電位による 認知機能訓練 システムの開発 - 高齢者の認知症予防向けアクティビティへの応用を目指して -2020

    • Author(s)
      長谷川 良平,中村 美子,跡部 悠未,竹原 繭子
    • Organizer
      第22回日本感性工学大会
  • [Presentation] Neurodetector as a Mind Switch to Find Mind2020

    • Author(s)
      Ryohei P. Hasegawa, Mayuko Takeharaand Hiroto Yamamoto
    • Organizer
      Research Studio powered by SPARK 2020 International Symposium Online
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Bio-information for Hygiene2021

    • Author(s)
      Ryohei P. Hasegawa et al. (Hiroki Takada and Kiyoko Yokoyama, Eds.)
    • Total Pages
      161
    • Publisher
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811521607
  • [Book] 生体情報計測による感情の可視化技術2020

    • Author(s)
      長谷川良平ほか(技術情報協会企画編集)
    • Total Pages
      391
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047831

URL: 

Published: 2021-12-27  

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