2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of BMIs using facial images and sounds for the smooth communication with persons with disabilities
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18K17667
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
大西 章也 千葉大学, フロンティア医工学センター, 特任研究員 (20747969)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ブレイン-マシン・インタフェース(BMI) / P300 / ユーザインタフェース / 顔 / 音声 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブレイン-マシン・インタフェース(BMI)の視聴覚刺激の影響を明らかにするため，平成30年度は口の形を変えた顔の映像と，対応する音声を刺激として用いたBMIを開発し，その評価を行った．さらに患者実験を行うための共同研究の準備を進めた．
BMIを用いた患者実験は病院や患者宅で行うことを想定している．そのような環境で実験を行うには小型で高性能な脳波計が必要となるため，新たに脳波計を購入した．その脳波計は手のひらに乗るほど小型であり，バッテリーを内蔵している．加えて電極に増幅器が埋め込まれているアクティブ電極を採用しているため，質の良い脳波を計測することができる．この脳波計を用いてBMIシステムを実現するため，計測した脳波データをリアルタイムで信号処理や脳波識別などの解析を行うためのプログラムを開発した．さらに脳波計と同期して刺激呈示を行う装置を開発した．これにより新たに購入した脳波計を用いたBMI実験が可能となった．
視聴覚刺激の影響を明らかにする実験を行うために，口の形を変えた顔の映像と，対応する音声を作成した．さらに対照実験のためにそれらを加工した刺激を作成した．本実験装置を用いて各刺激を用いた場合の脳波を計測し，信号処理や機械学習のためのパラメータの調整を行い，BMIの識別精度や脳波の平均波形を求めるなどの解析を行った．
加えて，患者実験のための共同研究の手続きや倫理審査等のやり取りのためには時間を要すると考えるため，予定より前倒しして体制を整えるための準備に取り掛かった．千葉大学医学部の教員と共同研究のための打ち合わせを進め，令和2年度に予定通り実験を開始できるよう取り組んだ．
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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
予定通りBMIの開発や実験の実施に成功した．一方で視聴覚刺激の与える影響を検討するためにはさらなる追加実験が必要である．また，患者研究のための共同研究の準備を前倒しして進めた．その点を考慮に入れ，おおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和１年度は顔画像と音声を併用したBMIの追加実験や，情動を含む視聴覚刺激を用いたBMIの実験を行う．さらに令和２年度の患者研究を遂行するため，共同研究の準備を進め，倫理審査を受けるなどする必要がある．
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