自律走行車いすをより自由に制御できるBMI操作画面に関する研究
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21K11207
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kagawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
大西 章也 香川高等専門学校, 電子システム工学科, 講師 (20747969)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | BMI / P300 / 電動車いす / 自律走行 / 脳波 / BCI / 車椅子 |
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| Outline of Research at the Start |
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）は脳信号を電動車いすの制御命令などに変換するインタフェースである．これまでのBMIシステムではBMI操作画面のパネルと機器制御命令が一対一に対応づけられてきた．しかし自律走行車いすなどの最先端機器を制御する際に単純な対応付けでは自由に制御することが難しいため，操作機器や状況に最適なBMI操作画面を自動で提供するのが望ましい．本研究では機械学習や独自開発したニューラルネットワークを応用し，自律走行車いすの状況に応じて最適なBMI操作画面を提供する手法について提案し，その効果を明らかにすることを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）は脳波により電動車いすなどを制御することを可能にするインタフェースである．BMIを用いて電動車いすを制御したこれまでの研究では命令の種類が実験を通して一定であり，制御命令とBMI操作画面が一対一で対応付けられた実験専用のものであった．しかし，実用化のためにはBMIにより電動車いすの制御だけでなく，移動先での家電の制御なども必要である．そのような場合，従来のようにBMI操作画面が一対一で対応付けるだけでは不十分であり，状況に応じて最適なBMI操作画面を提供するのが良いと考える．本研究では自律走行ロボットおよび周囲の危機を同時に制御可能なBMI操作画面を開発し，その評価を行うことを目的とした．
令和３年度は小型ロボットを用いて自律走行ロボットの試作を行い，それを電動車いすにも実装した自律走行車いすを開発した．令和４年度は家電を遠隔制御できる小型無線制御装置を開発し，電動車いすと同時に家電も制御できるようなBMIシステムを開発した．そのBMIシステムの刺激提示画面生成には特徴の近い家電制御命令を並べることができるランドマークマップを応用した．
令和５年度はBMIシステムを使って家電と自律走行車いすを同時に制御可能であることを実験を通して確認した．開発した装置は公開講座にて中学生や保護者に対して実演した．またBMI操作画面には３行３列のマス目に文字で家電名または命令名を表示して選ぶものを用意し，ランダムにレイアウトした場合と，ランドマークマップを用いた場合を比較したところ，選択までの時間に差は見られずどちらでもよいことが分かった．さらに家電選択画面には従来の灰色の文字を白くする刺激よりも，スマイリーを文字の上に表示した場合のほうが一部の被験者で精度が向上することを確認した．
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
