2021 Fiscal Year Annual Research Report
Technology for Embodiment of Augmented Human
| Project/Area Number |
19H01121
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
前田 太郎 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00260521)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 正紘 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (40621652)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 人間機能拡張 / ニューロフィードバック / 意識下身体応答 / Extra Body / Mismatch Negativity / Scale Conversion / Telexistence / Ownership |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度までの成果を発展させて，身体意識の形成原理を検証すると共に，これを誘導・再現する技術の構築を進めた．ニューロフィードバック技術を用いた身体拡張の促進技術については，体表面への温感の等価刺激による身体消失錯覚を用いて，身体所有感のトポロジカルな連続性の消失印象の誘導とその再構築について検証を進めた．この結果，AgencyとOwnershipの定義をさらに深化させる成果として従来のラバーハンドイリュージョンの位置遷移の概念が実は位置誤差検出の閾値上昇であることが明らかになってきた．これは従来仮説に対する大きなリバーサルに成り得る．また「脳全域にわたり統一的に保持される身体意識」は本提案における一つのドグマとも言えるものであり，これを数理的に記述するモデル化をスツルムリウビル型連想記憶回路を用い検証を進めた．この結果，Willson-Cowen型振動場が興奮性振動場と抑制性振動場の対として機能することで，二種の定在波形成現象によって皮質内領野が自己組織的に構築される現象を説明することが出来た．さらに本年度は昨年度より開発中のスケール変換ハンドーアイシステムを用いて新たに追加身体（ExtraBody）の随意制御の構成を開始した．この過程においてダビンチのような手術ロボットで頻出する視点移動と手先移動の継時交代的な移動において生じるVR酔いと同様の現象を再現し，これに順応する過程における外科医のOwnershipと臨場感の関係から身体意識の希薄化と再獲得過程についての新たな知見を得て，身体意識の再構築過程に関する設計仮説を新たにすることが出来た．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
次年度は本年度までの成果を発展させて，身体意識の形成原理を検証すると共に，これを誘導・再現する技術の構築を進める．ニューロフィードバック技術を用いた身体拡張の促進技術については，体表面への温感の等価刺激による身体消失錯覚を用いて，身体所有感のトポロジカルな連続性の消失印象の誘導とその再構築について検証する．これはAgencyとOwnershipの定義をさらに深化させる成果が期待される．「脳全域にわたり統一的に保持される身体意識」は本提案における一つのドグマとも言えるものであり，これを数理的に記述するモデル化をスツルムリウビル型連想記憶回路を用いて引き続き検証する．同モデルによる自己運動イメージの時間的離散化過程についての検証を進めると共に，これらの過程が脳の神経場の発達段階において，領野を形成する過程自体が振動場としての定在波形成現象によって自己組織的に構築される現象が予測される．次年度にはこれをシミュレーション的に再現し，感覚運動過程の意識表象が自己組織的に発生するモデルを検証する．さらに次年度は本年度開発のハンドーアイシステムを用いて新たに追加身体（ExtraBody）の随意制御の構成を開始する．制御原理としては間接的な身体応答から追加身体を制御する意図の推定を行う「つもり制御」を応用し，追加身体の実時間制御を狙う．従来のつもり制御において運動イメージの定着と身体応答データの抽出に用いていた事前プロセスを，作業行程の順応プロセスに組み込むことで等価的に逐次順応することで，身体意識とその変容をより並列的なプロセスとして捉えたモデル化と制御システムの設計を進める．システム開発の遅れを新知見と解析が補う形になるのは，この二年のコロナ禍らしい進捗状況であるとは言えるが，概ね順調な進捗状態であると言える．
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度は最終年度に向けて，本年度より進めている三つの課題については継続的に発展させて身体意識の形成原理を検証すると共に，これを誘導・再現する技術の統合を目指す．これに伴って「身体意識と世界像」の構築原理に取り組むために「自己運動感覚と空間把握」の観点から「視空間の機能拡張」に着手する．ニューロフィードバック技術を用いた身体拡張の促進技術については，MMNの脳波応答における睡眠学習と身体消失感覚条件に共通する「覚醒度と確信度」について，VR酔いの誘発強度とケンブリッジ離人率尺度を軸に「違和感検出の順応的緩和と身体像の再構築」のプロセスを検証・再設計する．スツルムリウビル型連想記憶モデルを用いた「脳全域にわたり統一的に保持される身体意識」の研究では短期記憶学習によって記憶の定着と共に状態遷移，すなわち意識状態の遷移による連想プロセスを生じることが予測されるため，これらをシミュレーションによって再現することを狙う．
さらに本年度より開発中のハンドーアイシステムを用いた追加身体（ExtraBody）の随意制御の構成を継続する．「つもり制御」の応用によって動作予測の精度と制御の時間余裕を改善するための追加身体の最適設計を進める．
以上の３テーマは身体意識の変容と自己組織化の観点からのアプローチである．次年度はこれに加えて世界像の把握と自他分離の観点から，視覚のオプティカルフローから自己運動知覚と図地分離をもたらす空間視について，運動視と空間把握について次の二つの機能拡張の可能性を検討する．「１：自己運動印象と運動視差解釈の独立制御による『静止印象を伴う運動奥行き視』」「２：運動連続性印象による３６０度視空間の知覚内再統合」．これらはいずれも運動とオプティカルフローの関係から予測される知覚の機能拡張としての錯覚現象に相当する．これらの設計と検証の過程から身体意識の拡張性の解明を進める．
|
Research Products
(9 results)
