2016 Fiscal Year Annual Research Report
Hierarchical Spatio-Temporal Structure of Biological Information in the Dynamic Coordination on Brain-Body-Environment: An Explorative Embodiment Approach with Brain-Inspired Tools and Robotics
Publicly Offered Research
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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| Project/Area Number |
16H01616
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
我妻 広明 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (60392180)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非線形振動子系 / 脳型ロボット / 身体性 / 動的関係性 / 時空間階層性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳身体の発達過程における手遊びの寄与に注目し，脳-身体-環境における動的関係性を扱う情報の時空間階層性の数理モデルを，非線形振動子系として発進現象の観点から構築し，人-ロボット実験系において視覚・聴覚・触覚・運動感覚等の欠損時に互いに補完し課題達成する相補性を探求し，認知運動発達支援やリハビリテーションへの応用に向かう数理基盤を構築することを目的とし，一方では，新学術領域の公募班研究として，当該領域の推進に貢献するため，当該新学術領域における計画班との連携を促進し，他の研究計画との研究交流を活発化することが求められた．
そこで，本年度は，本課題の推進において必要不可欠なJoint Action課題遂行時における脳波活動および精緻化の可視化方法の確立が，A03班「ヒト脳発振現象の直接記録」における巧緻動作障害の分析課題における脳波-モーションキャプチャ同時測定系システム構築においても有効であるとして，脳波および動作動作のデータ解析方法の提案を行った．また，スパースモデリングの方法論から発想を得て，Morphological Component Analysis（MCA）を用いた運動中の脳波計測と筋電位，脳波分離法について，実際の動作中の脳波計測を行い，信号分離が有効に機能することが検証された．
オンライン脳波活動の可視化・データ分析についても取り組み，ロボット動作に直接作用できるシステム構築が行われた．MCA法を想定したオンライン周波数分析およびマイコンによるデータ転送，ROS (Robot Operating System)機能モジュールを開発することによって，人-ロボット実験系構築のための小型ヒト型ロボットでの実験が可能になった．
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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
脳-身体-環境における動的関係性を扱う情報の時空間階層性の数理モデル，人-ロボット実験系において実験可能にする信号処理およびロボットシステム基盤が構築され，認知運動発達支援やリハビリテーションへの応用での理論検証のシステム構築が進められた．
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| Strategy for Future Research Activity |
人-ロボット実験系において実験可能にする信号処理およびロボットシステム基盤が構築されたことから，数理モデルの実時間実験系への組み込み，および，本年度に注力された，当該新学術領域計画班との連携課題を進め，脳波-モーションキャプチャ同時測定系を完成させる．
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