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リアル脳と人工知能の融合による重度運動機能障がい者向け意思伝達支援技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03142
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

長谷川 良平  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (00392647)

研究分担者 松本 有央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (00392663)
稗田 一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10357832)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードBrain-Machine Interface / 脳波 / 事象関連電位 / 意思伝達 / 福祉機器 / 意思決定 / 人工知能 / パターン識別 / BMI/BCI / Artificial Intelligence / 意思伝達支援 / 重度運動機能障がい者 / BMI / EEG / ERP / BMI
研究成果の概要

研究代表者の技術シーズである重度運動機能障がい者向けの脳波による意思伝達装置「ニューロコミュニケーター」と、近年めざましい発展を遂げている人工知能技術等を融合した、「ハイブリッド型BMI」の実現可能性について検討した。この目的の達成に向け、①想定ユーザーのコミュニケーション場面におけるニーズ調査、②音声認識等に基づいて対話者の意図(文脈)を把握するモジュールの開発、③把握した文脈に応じてメッセージ候補を絞り込むモジュールを開発した。また、④言語メッセージに付加する感情種も脳波で選ぶモジュールや、⑤それをCGアバターの表情によって表出するモジュールを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

進行性の神経難病や脳卒中等が原因で運動機能に重度な障害を呈する障がい者が多数存在する。そのような方々の中には、たとえ感覚機能や認知機能が正常であったとしても運動機能が極度に低下しまったために書字や発話などによる意思伝達が困難な場合がある。そうなると日常生活動作だけでなく他者とのコミュニケーションも不自由となり、介護者への要求が伝わらなかったり、家族との交流が断たれたりしてしまい、QOLが著しく低下する。本研究によって、脳波BMI技術とAI技術を効果的に融合した意思伝達装置を実用化することによって重度運動機能障がい者のQOLの向上に加えて社会活動への参加の機会を増やしていきたいと考えている。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 7件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 事象関連電位による認知機能訓練システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      HASEGAWA Ryohei P.、NAKAMURA Yoshiko、ATOBE Yuumi、TAKEHARA Mayuko
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 20 号: 1 ページ: 49-57

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-20-00034

    • NAID

      130007992134

    • ISSN
      1884-0833, 1884-5258
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 感性評価研究用クラシック音楽データベース構築の試み2021

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO Hiroto S.、TAKEHARA Mayuko S.、MATSUMOTO Narihisa、HASEGAWA Ryohei P.
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 20 号: 2 ページ: 205-212

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-20-00070

    • NAID

      130008031873

    • ISSN
      1884-0833, 1884-5258
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of neuronal responses in primate inferior-temporal cortex and feed-forward deep neural network model with regard to information processing of faces2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Narihisa、Mototake Yoh-ichi、Kawano Kenji、Okada Masato、Sugase-Miyamoto Yasuko
    • 雑誌名

      Journal of Computational Neuroscience

      巻: - 号: 3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s10827-021-00778-5

    • 関連する報告書
      2020 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] 図形の回転角度弁別課題を用いた視空間認知機能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      TAKEHARA Mayuko、SAWAHATA Hirohito、HASEGAWA Ryohei P.
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 19 号: 3 ページ: 263-268

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-19-00072

    • NAID

      130007893602

    • ISSN
      1884-0833, 1884-5258
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 標的選択課題遂行中の事象関連電位の特性2020

    • 著者名/発表者名
      HASEGAWA Ryohei P.、NAKAMURA Yoshiko
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 19 号: 1 ページ: 89-96

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-19-00033

    • NAID

      130007803296

    • ISSN
      1884-0833, 1884-5258
    • 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
  • [雑誌論文] Neural Prediction of the Target "to BUY" or "NOT to BUY" by the ERP- based Cognitive BMI.2019

    • 著者名/発表者名
      HASEGAWA Ryohei P.、NAKAMURA Yoshiko、HASEGAWA Yukako T.、SAWAHATA Hirohito
    • 雑誌名

      International Symposium on Affective Science and Engineering

      巻: ISASE2019 号: 0 ページ: 1-4

    • DOI

      10.5057/isase.2019-C000043

    • NAID

      130007656877

    • ISSN
      2433-5428
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 購買意思による事象関連電位の修飾2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平、中村 美子、長谷川 由香子、澤畑 博人
    • 雑誌名

      日本感性工学会論文誌

      巻: 18 号: 1 ページ: 105-111

    • DOI

      10.5057/jjske.TJSKE-D-18-00047

    • NAID

      130007605189

    • ISSN
      1884-0833, 1884-5258
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳波による脳トレ競技 「bスポーツ」 の可能性について - ロボットアバターを用いた 対戦競技の実施報告 -2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平、竹原 繭子、山本 泰豊
    • 学会等名
      第16回日本感性工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脳波スイッチを用いた 脳情報活用サービスの実用化に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      第 1 5 回 つくばビジネスマッチング会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of an EEG-based cognitive assessment system, "Neurodetector," using a pattern recognition for detection of event-related potentials.2021

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Takehara, Hiroto Yamamoto and Ryohei P. Hasegawa
    • 学会等名
      The 7th International Society of Affective Science and Engineering (ISASE 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an EEG-based biomarker for cognitive assessment.2020

    • 著者名/発表者名
      Ryohei P. Hasegawa, Nakamura Yoshiko and Mayuko Takehara
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of an EEG-based cognitive assessment system: using a spatial cognitive task.2020

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Takehara and Ryohei P. Hasegawa
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 事象関連電位による 認知機能訓練 システムの開発 - 高齢者の認知症予防向けアクティビティへの応用を目指して -2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平,中村 美子,跡部 悠未,竹原 繭子
    • 学会等名
      第22回日本感性工学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Neurodetector as a Mind Switch to Find Mind2020

    • 著者名/発表者名
      Ryohei P. Hasegawa, Mayuko Takeharaand Hiroto Yamamoto
    • 学会等名
      Research Studio powered by SPARK 2020 International Symposium Online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳波スイッチによる認知課題の開発- 健康脳維持に向けた“bスポーツ”への応用を目指して -2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川良平、中村美子、長谷川由香子、跡部悠未
    • 学会等名
      第15回日本感性工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳波スイッチを用いた脳情報活用サービスの実用化に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      NEDOシンポジウム「AI&ROBOT NEXT」、革新的ロボット要素技術分野講演
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳波テレパシー技術の開発とその臨床/産業応用 ~リアル脳と人工知能とロボットの融合~2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      東京理科大学脳学際研究部門 第3回公開シンポジウム 「脳の理科(サイエンス)~脳の謎に挑む」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小型無線脳波計を用いたBrain-Machine Interface技術の開発 ~ 意思伝達支援から認知機能/感性評価まで ~2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      ナノエレクトロニクス計測分析技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳波BMIにもとづく医工学応用技術の開発 ~ 認知症の早期評価、改善、予防に向けて ~2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙飛行士の船外活動を支援する脳波/眼電スイッチの開発~ハンズフリーで意思伝達が可能なテレパシー装置の実用化に向けて~2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川良平
    • 学会等名
      いばらき宇宙ビジネスサミット2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高速脳波技術を用いた脳情報活用産業の創出2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      NEDO革新的ロボット要素技術マッチングイベント
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脳波計測による人の意志推定とその産業応用2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      トリケップスセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リアル脳と人工知能とロボットを融合させた新しいコミュニケーションスタイルの提案  ~ 重度運動機能障がい者向けの脳波テレパシー装置を出発点として ~2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会 ソサイティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳波による意思伝達装置「ニューロコミュニケーター」の開発 ―人工知能技術を利用したコミュニケーションの円滑化―2018

    • 著者名/発表者名
      中村 美子・長谷川 良平
    • 学会等名
      第20回日本感性工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脳波による意思伝達装置「ニューロコミュニケーター」の開発 ―人工知能技術を利用したコミュニケーション支援―2018

    • 著者名/発表者名
      中村 美子・長谷川 良平
    • 学会等名
      第4回産総研・人間情報研究部門シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高速脳波技術を用いた脳情報活用産業の創出2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 良平
    • 学会等名
      諏訪圏工業メッセ2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Bio-information for Hygiene2021

    • 著者名/発表者名
      Ryohei P. Hasegawa et al. (Hiroki Takada and Kiyoko Yokoyama, Eds.)
    • 総ページ数
      161
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811521607
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 生体情報計測による感情の可視化技術2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川良平ほか(技術情報協会企画編集)
    • 総ページ数
      391
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047831
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 入力装置、入力方法及び入力システム2018

    • 発明者名
      長谷川 良平
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-136723
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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