2014 Fiscal Year Research-status Report
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25560292
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
樋口 正法 金沢工業大学, 先端電子技術応用研究所, 教授 (50288271)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 医療・福祉 / 脳・神経 / 計測工学 / 情報工学 / アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はブレイン・コンピューター・インターフェース技術を利用し、複数の音から聴きたい音を聞き分ける能力いわゆる選択的聴取能力を支援する装置を開発することを目指している。脳神経活動信号からどの音に注意しているかを読み取る技術は本研究の核心部分であり、平成２６年度はその精度向上のための検討を行った。その検討内容は、(1)視覚情報が選択的聴取能力に与える効果、(2)脳波と脳磁図との違いである。具体的には以下の通り。
(1)これまで音のみによる検討を行ってきたが、実際的には視覚情報も選択的聴取には関与している場合があり、その影響について脳磁図を用いて検討した。本検討においては視覚的ヒントとして注意する朗読音声のテキストをスクリーン上に表示することにした。実験の結果、視覚情報がある方がより高いコヒーレンス値を示し、視覚情報を併用することにより選択的聴取能力を向上させることを示す脳神経活動の反応を得る事ができた。この知見により視覚情報を併用すればより精度の高い選択的聴取機能支援装置の開発が可能であることが示された。
(2)本研究で実現しようとしている装置は実用性を考慮すると脳磁図よりも脳波による構成が望ましい。本研究で用いている脳情報読み取り技術（音のエンベロープ波形と脳信号とのコヒーレンス関数による評価）に関して脳波と脳磁図の違いを検討した。その結果、脳波でも脳磁図と同様に注意している音に対するコヒーレンス値が増加するという結果が得られ、脳波による装置構築が可能であることが示された。
以上の研究成果は国際学会（Biomag2014）や国内学会において発表を行った。
本研究の聴覚研究的な意義を検討するため、海外研究協力機関において脳磁図を用いた共同実験を行った。本研究の応用に関する有用な知見を得ることができた。
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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
本年度は昨年度液体ヘリウム調達問題で十分実施できなかった脳磁計による実験を重点的に行い、実証システム構築に有用な知見を得ることができた。目標では実証システム構築を目指したが、実験データの解析・検討に時間がかかり実証システム構築までには至らなかった。ただし、実証システムは脳波計を用いた構成を予定しており、脳波による検証実験は一部実施済みである。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の最終目標は脳信号を用いて選択的聴取能力を支援する装置の実証システムを構築することである。本年度に脳波および制御パソコン等による実証システムを構築する予定であったが、先に述べたように構築には至らなかった。そこで次年度は早々に脳波計からの信号をリアルタイムに処理できるシステムを構築し、これまで得られた選択的聴取に関する脳信号解析技術を本システムに搭載して実証試験を行う。具体的には以下の内容を行う。
(1)複数のマイクロホンで得られた音信号を想定し、それらがある重みでミックスされた音を被験者に提示する。
(2)被験者はある特定の音（音声）に集中し、そのときの脳波信号を記録する。
(3)提示している音（エンベロープ）とのコヒーレンス値を評価量としてミックスする重みを逐次変化させる。
本システムは脳波による一種のフィードバック制御であり、被験者の集中している音が大きくなるように音を制御するものである。本システムの制御アルゴリズムの検証のため脳磁図による確認実験も引き続き行う。ある程度実現性が確認されたら、実用システムに向けた課題について聴覚研究の専門家と検討を行う。また、本研究で得られた成果を学会やホームページ等で報告する。
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| Causes of Carryover |
先に示したように本年度は実証システムを構築することができなかった。その構成機器購入費の一部が未執行となり次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額と合わせて聴覚機能支援装置の実証システムを構築する。主な購入予定機器は制御用パソコンとADコンバータである。また研究成果の報告のため国内学会の参加を予定しており、これにかかる費用として本研究費を使用する。
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