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人間身体拡張を実現する脳・筋情報インターフェースに向けた運動意図の事前予測

研究課題

研究課題/領域番号 18K19807
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

南部 功夫  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40553235)

研究分担者 和田 安弘  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70293248)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード脳波 / 筋活動 / インターフェース / BCI / 運動 / 身体拡張 / BMI / 脳活動 / 人間拡張
研究成果の概要

本研究では、人間の身体を拡張するインターフェースの実現を目指し、脳情報ならびに筋情報からの運動意図の抽出や自らの身体以外の外部機器を操作するための基礎検討を行った。
脳波を用いた研究では、腕の到達運動や指運動を行っているときの運動情報を事前に予測できる可能性を示唆した。また、筋活動を用いた研究においても事前の運動予測や使用しない筋を用いた外部期機器操作の可能性を示唆する結果を得ることができた。しかしその精度は十分ではないため、今後、精度を向上させるための検討が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では人間の生体情報を使って行動意図を読み取り、行動支援に繋げるための基礎検討を実施した。一連の研究において脳波を使った情報抽出や筋活動からの運動予測などの可能性を示唆する結果を得ることができた。これは生体情報に含まれる情報やその抽出方法についての知見を与えるという点で学術的意義があり、また、将来的に生体情報を用いた新しい行動支援装置やインターフェースの開発に貢献するものである点から社会的な意義がある研究だと考えられる。

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

    (22件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件)

  • [学会発表] Identifying Motor Imagery-Related Electroencephalogram Features During Motor Execution, International Conference on Neural Information Processing2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kokai, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural Network Including Alternative Pre-processing for Electroencephalogram by Transposed Convolution2020

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Machida, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing a Method to Control an Arm-Assist-Suit by Predicting Arm-Trajectory Using Electromyography2020

    • 著者名/発表者名
      Taichi Tanaka, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relations between Speed-Accuracy Trade-Off and Muscle Synergy in Isometric Contraction Tasks2020

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Sano, Misaki Takeda, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実運動と運動想起の同時実行を行うことができるかの検証2020

    • 著者名/発表者名
      小海祐揮,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      第30回日本神経回路学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 筋肉の共収縮による外部機器制御のための表面筋電位取得部位の比較2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤実仁, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      第30回日本神経回路学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SVMを用いた脳波による指の運動想起判別に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      安原雅貴, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] EEGを用いたBCI における分類精度の向上に向けた入力形式と層構造に関する比較2020

    • 著者名/発表者名
      末満堅人, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 敵対的生成ネットワークによるデータ拡張を用いた脳波の分類2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤和紀, 南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Classification motor execution and motor execution with motor imagery by support vector machine2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kokai, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Classification of Movement Direction From Electroencephalogram During Working Memory Time2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Fukuda, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      41th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of Reaching Direction from EEG Signal in a Reaction Task2019

    • 著者名/発表者名
      Koya Yoshino, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      41th Annual International IEEE EMBS Conference (EMBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of feature extraction and discrimination methods in Brain-computer interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Wakai, Kenshi Machida, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      the 5th workshop on Electronics and Information Engineering (WEIE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural Network including alternative preprocessing by transposed convolution2019

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Machida, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      the 5th workshop on Electronics and Information Engineering (WEIE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 筋活動を用いた手指運動の予測2019

    • 著者名/発表者名
      星野達也,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳波による到達運動の軌道予測に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      小山翔吾,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳波BCIにおける特徴量抽出および判別手法の比較・検討2019

    • 著者名/発表者名
      若井智宏,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a method to control an arm assist suit by predicting of arm trajectory using Electromyography2019

    • 著者名/発表者名
      Taichi Tanaka, Isao Nambu, Yasuhiro Wada
    • 学会等名
      IEEE Shin-etsu section
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The Relationship Between the Movement Difficulty and Brain Activity Before Arm Movements2018

    • 著者名/発表者名
      Semoto Tomoki、Nambu Isao、Wada Yasuhiro
    • 学会等名
      The International Conference on Neural Information Processing (ICONIP2018),
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decoding the movement difficulty from electroencephalogram before arm movements2018

    • 著者名/発表者名
      瀬本智貴,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      第18回日本神経学会全国大会(JNNS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] EEGを用いた想起運動と実運動の同時計測2018

    • 著者名/発表者名
      小海祐揮,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 腕運動前の脳活動と運動難易度の相関について2018

    • 著者名/発表者名
      瀬本智貴,南部功夫, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会 信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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