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オンライン学習型EMG駆動インタフェースと超高速学習・ルール生成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15300073
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関徳島大学

研究代表者

福見 稔  徳島大学, 工学部, 助教授 (80199265)

研究分担者 竹田 史章  高知工科大学, 知能機械システム工学科, 教授 (40320121)
山本 透  広島大学, 大学院・教育学研究科, 助教授 (10200825)
満倉 靖恵  岡山大学, 教育学部, 講師 (60314845)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
16,600千円 (直接経費: 16,600千円)
2004年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2003年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
キーワード筋肉電位 / ニューラルネットワーク / DSP / ルール化 / 乾式センサ / ノイズ除去
研究概要

本研究では,EMG(筋肉電位)信号で駆動され,オンライン学習が可能な携帯機器用の入力インタフェースの研究開発を行っている.特にEMG計測用センサとして,従来とは異なり乾式センサ4チャンネルを手首に装着する方式を実現し,手首6動作以上の動きをEMGにより識別するシステムを構築することが目的である.また,識別精度を極限にまで高めるために,利用者個人に適応できるオンライン学習可能なシステム構造とし,高速なリアルタイム学習用DSPボードを試作し,正常に動作することを検証した.本年度にはDSP学習ボードでEMGを比較的に高精度で学習識別が可能であることを確認し.組み込みシステムとしても動作できることを検証した.
一方,DSP上で高速学習可能な進化的ニューラルネットワークシステム及びそこからのルール化手法を開発することも必要である.4チャンネルのセンサから必要な信号成分を抽出する技術,信号間の関係を数式で表現することによる高精度化と高速化,オンラインで高速に学習できる進化的ニューラルネットシステム,高速・高精度EMG識別のためのルール化手法の開発を行った.特に,EMG信号を周波数信号に変換し,必要成分の抽出,それらによる関数生成の研究を行い,従来法よりも,高速高精度にEMGを認識可能であることを確認している.
また,より高速高精度性を達成するために,多段階の主成分分析を行うモジュール型ニューラルネットワークの構築を行った.これは大分類と小分類の両方に対して主成分分析を行うことにより高速性と高精度性を達成できると考えたためである.また,EMGに含まれるノイズ成分を除去するためのウェイブレット縮退による方法も開発した.今後,ノイズの性質の注意深い解析と独立成分分析の新たな適用方法の開発が重要であると考えられ,現在検討中である.

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (21件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] 遺伝的関数同定による特徴ベクトルを用いたEMG信号認識システム2005

    • 著者名/発表者名
      矢間 他
    • 雑誌名

      信号処理学会論文誌(JSP) Vol.9,No.3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns Using Neural Networks2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, 他
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent and Fuzzy Systems Vol.15,No.3-4

      ページ: 165-171

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 遺伝的関数同定による特徴ベクトルを用いたEMG信号認識システム2005

    • 著者名/発表者名
      矢間, 他
    • 雑誌名

      信号処理学会論文誌(JSP) Vol.9,No.3

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Wrist EMG Pattern Recognition System by Neural Networks and Multiple Principal Component Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura 他
    • 雑誌名

      Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2004 Conference Vol.1

      ページ: 891-897

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis and Recognition of Wrist Motions by Using Multidimensional Directed Information and EMG signal2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama 他
    • 雑誌名

      Proc.of North American Fuzzy Information Processing Society'2004

      ページ: 867-870

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns Using Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura 他
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent and Fuzzy Systems Vol.15,No.3-4

      ページ: 165-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wrist EMG Pattern Recognition System by Neural Networks and Genetic Algorithms2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of Intelligent Systems and Control'2004

      ページ: 421-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wrist EMG Pattern Recognition System by Neural Networks and Multiple Principal Component Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of 8th International Conference on Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2004, Wellington, New Zealand Vol.1

      ページ: 891-897

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns Using Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, M.Fukumi, N.Akamatsu, K.Nakaura
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent and Fuzzy Systems 15,No.3-4

      ページ: 165-171

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wrist EMG Pattern Recognition System by Neural Networks and Multiple Principal Component Analysis2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, 他
    • 雑誌名

      Proc. of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2004 Conference Vol.1

      ページ: 891-897

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analysis and Recognition of Wrist Motions by Using Multidimensional Directed Information and EMG signal2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama, 他
    • 雑誌名

      Proc. of North American Fuzzy Information Processing Society'2004

      ページ: 867-870

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura 他
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura 他
    • 雑誌名

      Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2003 Vol.1

      ページ: 623-630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feature Analysis for the EMG Signals Based on the Class Distance2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of CIRA'2003, Kobe

      ページ: 860-863

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition system for EMG signals by using nonnegative matrix factorization2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama, et al.
    • 雑誌名

      Proc.IJCNN'2003, Portland, USA

      ページ: 2130-2133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition from EMG signals by an Evolutional Method and Non-Negative Matrix Factorization2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2003, Oxford, England

      ページ: 594-600

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2003, Oxford, England

      ページ: 623-630

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, et al.
    • 雑誌名

      Proc.of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems, Awaji Island, Japan

      ページ: 572-575

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Recognition of Wrist EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, 他
    • 雑誌名

      Proc. of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Recognition of EMG Signal Patterns by Neural Networks2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsumura, 他
    • 雑誌名

      Proc. of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems'2003 Vol.1

      ページ: 623-630

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] EMG signal recognition system using feature vectors by genetic function identification

    • 著者名/発表者名
      Y.Yazama, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Signal Processing Vol.9,No.3(Accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Matsumura 他: "Recognition of Wrist EMG Signal Patterns by Neural Networks"Proc.of International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems. B5-4-B1-4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsumura 他: "Recognition of EMG Signal Patterns by Neural Networks"Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems' 2003. Vol.1. 623-630 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Matsumura 他: "Wrist EMG Pattern Recognition System by Neural Networks and Multiple Principal Component Analysis"Proc.of Knowledge-Based Intelligent Information & Engineering Systems' 2004 Conference. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yazama 他: "Analysis and Recognition of Wrist Motions by Using Multidimensional Directed Information and EMG signal"Proc.of NAFIPS'2004 Conference. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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