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空間注意と視線制御による選択意図推定の脳内メカニズムの解明とBMIシステムの提案

研究課題

研究課題/領域番号 16K18052
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関岡山大学

研究代表者

呉 瓊  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 助教 (40762935)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード選択意図 / 空間注意 / 眼球運動 / 意図推定 / BMIシステム / 深層学習 / リアルタイム / 選択意図推定 / Posner task / Event-related Potential / fMRI / spatial attention / Eye Tracker / Covert attention / Overt attention / Eye movements / Gaze Control / Microsaccade / Fronto-parietal network / Eye frontal field / Visual cortex / 視線 / Brain-Machine Interface
研究成果の概要

本研究目的は、認知心理学実験、脳波とfMRIを用いて、空間注意と視線制御による人間の選択意図推定メカニズムを解明し、その成果に基づいてBMIシステムを研究開発する。該当研究期間では、まず、fMRIを用いて、視覚空間注意と視線の脳内メカニズムを同定した。次年度、空間注意と視線による選択意図の脳内部位が同定できた。3年目、視線と空間注意による選択意図の脳内処理モデルを考案した。最後、視覚空間注意と視線による選択意図メカニズムに基づいたBMI技術を考案し、人間の選択意図を理解できるBMIシステムを研究した。これらの成果は9件の学術誌論文に掲載され、1冊の著書を出版し、19件の国際学会で発表された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は代表者ら以前の研究成果に基づいて、選択意図を視線と空間注意に関する脳波信号から推定して、その結果をBMI技術への応用ができれば、将来に会話と行動ができない身体障碍者の在室看護、在宅看護などの医療看護ロボットや、思いが届きやすい人間-ロボットの会話システムなどの研究開発への支援に与える可能性がある。さらに、本研究での空間注意、視線制御および選択意図の相互関係に関する脳内メカニズムを解明するが、この成果は、意思決定や行動計画実行等の高次脳機能解明研究にも貢献ができる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 7件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 18件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Stroking hardness changes the perception of affective touch pleasantness across different skin sites2019

    • 著者名/発表者名
      Jiabin Yu, Jiajia Yang , Yinghua Yu, Qiong Wu, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 5 号: 8 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2019.e02141

    • NAID

      120006816647

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Does Temporal Expectation Driven by Rhythmic Cues Differ From That Driven by Symbolic Cues Across the Millisecond and Second Range?2019

    • 著者名/発表者名
      Yanna Ren, Zhihan Xu, Fengxia Wu, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi and Qiong Wu, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Perception

      巻: 46 号: 6 ページ: 515-529

    • DOI

      10.1177/0301006619847579

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Interstimulus Interval Length on Rhythm-based Temporal Expectation2018

    • 著者名/発表者名
      Zhihan xu, Yanna Ren, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Qiong Wu, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      International Information Institute

      巻: 21 ページ: 2377-2387

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Aging on Vibrotactile Stimulus Counting Abilities2018

    • 著者名/発表者名
      Yang Liu, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      International Information Institute

      巻: 21 ページ: 2071-2086

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual Identification Attenuates Audiovisual Interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Fengxia Wu, Yanna Ren, XiaoYu Tang, Qiong Wu, Yoshimichi Ejima, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      International Information Institute

      巻: 21 ページ: 2059-2069

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Absent Audiovisual Integration Elicited by Peripheral Stimuli in Parkinson’s Disease2018

    • 著者名/発表者名
      Yanna Ren, Keisuke Suzuki, Weiping Yang, Yanling Ren, Fengxia Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu, Koichi Hirata
    • 雑誌名

      Parkinson's Disease

      巻: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2018/1648017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison for younger and older adults: Stimulus temporal asynchrony modulates audiovisual integration2017

    • 著者名/発表者名
      Yanna Ren, Yanling Ren, Weiping Yang, Xiaoyu Tang, Fengxia Wu, Qiong Wu, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 雑誌名

      International Journal of Psychophysiology

      巻: 124 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.ijpsycho.2017.12.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modes of effective connectivity within cortical pathways are distinguished for different categories of visual context: an fMRI study2017

    • 著者名/発表者名
      Qiong Wu, Jinglong Wu, Shigeko Takahashi, Qiang Huang, Hongzan Sun, Qiyong Guo, Yoshio Ohtani, Yoshimichi Ejima, Xu Zhang, Chunlin Li
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 11-64 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2017.00064

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Delayed Audiovisual Response in Parkinson’s Disease: A Comparison with Normal Aged Controls2016

    • 著者名/発表者名
      Qiong Wu, Jiajia Yang, Chunlin Li, Yujie Li, Zhihan Xu, Yoshimichi Ejima, Yasuyuki Ohta, Koji Abe and Jinglong Wu
    • 雑誌名

      Neuroscience and Biomedical Engineering

      巻: Vol. 4, No.2 号: 2 ページ: 125-131

    • DOI

      10.2174/2213385204666160618080622

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Identification and Evaluation for Animal and Other Sounds: The Effect of Presentation Time2019

    • 著者名/発表者名
      Qingqing Li
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Reading Assistant System of Chinese Text for Persons with Central Visual Field Loss2019

    • 著者名/発表者名
      Yiyang Yu
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A basic study on relationship between facial expression and cuteness for human-robot emotional communication2019

    • 著者名/発表者名
      Lichang Yao
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contrast Discrimination of Circular Contour Patterns Across Visual Field for Virtual Reality2019

    • 著者名/発表者名
      Yang Feng
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The impacts of subliminal priming effect on normal choice and questionnaire choice2019

    • 著者名/発表者名
      Qi Dai
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Basic Study on Capacity and Reaction Time of Visual Working Memory for Elderly Memory Training2019

    • 著者名/発表者名
      Ting Guo
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Central-Scotoma Simulator Based on Low-Cost Eye Tracker2018

    • 著者名/発表者名
      Yiyang Yu
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cognitive Psychological Study on The Occurrence of Microsaccades in Visual Spatial Attention2018

    • 著者名/発表者名
      Ritsu Go
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Behavioral Study on Angle Discrimination and Sorting by Fingertip Touch2018

    • 著者名/発表者名
      Qiong Wu
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Time Course of Symmetry Effect on Shape Perception: an Event-related Potential Study2018

    • 著者名/発表者名
      Meng Wang
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 対称性知覚の心理学的・ERP分析.2017

    • 著者名/発表者名
      王 萌
    • 学会等名
      第19回 日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 発表場所
      京都, 日本
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A basic study on regular polygons recognition of central and peripheral vision field for virtual reality2017

    • 著者名/発表者名
      Yang Feng, Qiong Wu, Keisuke Okamoto, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study of shape discrimination for tactile guide maps2017

    • 著者名/発表者名
      Jiabin Yu, Qiong Wu, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Yoshimichi Ejima, Jinglong Wu
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of stimulus features on visual processing for communication between human and robot2017

    • 著者名/発表者名
      Fengxia Wu, Yanna Ren, Qiong Wu, Yoshimichi Ejima, Xiaoyu Tang, Weiping Yang, Jiajia Yang, Satoshi Takahashi, Jinglong Wu
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of audiovisual asynchrony signal processing: Robot recognition system of different ages2016

    • 著者名/発表者名
      Yanna Ren
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A basic study for improving the predictability of amber traffic lights: Comparing the brief and long interval rhythm prediction.2016

    • 著者名/発表者名
      Zhihan Xu
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of spatial frequency on audiovisual integration for communication between human and robot.2016

    • 著者名/発表者名
      Fengxia Wu
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aging effect of pedal errors of driving under different audiovisual conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Qiong Wu
    • 学会等名
      7th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics and the Affiliated Conferences
    • 発表場所
      Orlando, Florida, USA
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic neural networks of visual contextual process of color,shape and depth: an fMRI study2016

    • 著者名/発表者名
      Qiong Wu
    • 学会等名
      22nd Annual Meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Improving the Quality of Life for Dementia Patients through Progressive Detection, Treatment, and Care2017

    • 著者名/発表者名
      Jinglong Wu
    • 総ページ数
      353
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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