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患者のコミュニケーション補助を円滑にする顔の映像や音声を用いたBMIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K17667
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関香川高等専門学校 (2020)
千葉大学 (2018-2019)

研究代表者

大西 章也  香川高等専門学校, 電子システム工学科, 助教 (20747969)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードBMI / BCI / 脳波 / P300 / 視聴覚刺激 / 顔 / 音声 / ブレイン-マシン・インタフェース(BMI) / ユーザインタフェース / ディープラーニング / 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)
研究成果の概要

ブレイン・マシン・インタフェース(BMI)は脳波を機器制御命令に変換することができる装置である.近年,視聴覚刺激を用いたBMIが提案された.しかしそれは感覚刺激の統合による結果であろうか.また,顔画像や情動など刺激の内容に影響を受けるであろうか.本研究では顔画像と音声を刺激として用いた視線の移動を必要としないBMIを開発し,刺激強度を統制した実験を行った.その結果,視聴覚刺激の性能向上は刺激内容の統合によることを示唆する結果が得られた.また,情動を視聴覚刺激に加えたが,有意な精度向上は認められなかった.本研究で開発したシステムはオンライン平均識別精度85.71±11.50%であった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

BMIは手足が不自由な方が福祉機器を制御するための新しい手法として着目されている.従来のBMIは視線の制御により性能が左右されるものであったため視線を自由に動かせない患者に適さない問題があった.本研究では視線の移動を必要としないBMIに視聴覚刺激を導入し,それにより精度が向上することを明らかにした.本研究で開発したBMIを用いることで手足が不自由で,かつ視線を自由に動かすことが難しい方が使えるようなBMIを開発することが可能となり,国民の生活の質の向上に貢献すると考える.

報告書

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

    (6件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Convolutional Neural Network Transfer Learning Applied to the Affective Auditory P300-Based BCI2020

    • 著者名/発表者名
      Onishi Akinari、Chiba University 1-33 Yayoicho, Inage-ku, Chiba-shi, Chiba 263-8522, Japan、National Institute of Technology, Kagawa College 551 Kohda, Takuma-cho, Mitoyo-shi, Kagawa 769-1192, Japan
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 32 号: 4 ページ: 731-737

    • DOI

      10.20965/jrm.2020.p0731

    • NAID

      130007888802

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2020-08-20
    • 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] How Does the Degree of Valence Influence Affective Auditory P300-Based BCIs?2019

    • 著者名/発表者名
      Onishi Akinari、Nakagawa Seiji
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00045

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳波による走行ロボットの遠隔制御に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      森岡大介,大西章也
    • 学会等名
      第26回高専シンポジウムオンライン
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Classifiers for the Transfer Learning of Affective Auditory P300-Based BCIs2019

    • 著者名/発表者名
      Onishi Akinari, Nakagawa Seiji
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Within- and Between-Subject Classification of the Affective Auditory P300-based Brain-Computer Interface2019

    • 著者名/発表者名
      Onishi Akinari, Nakagawa Seiji
    • 学会等名
      International Symposium on Info Comm and Mechatronics Technology in Bio-Medical and Healthcare Application (IS 3T-in-3A)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ensemble Convoluted Feature Extraction for Affective Auditory P300 Brain-Computer Interfaces2018

    • 著者名/発表者名
      A. Onishi, S. Nakagawa
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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