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身体意識の拡張技術

研究課題

研究課題/領域番号 19H01121
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

前田 太郎  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (00260521)

研究分担者 古川 正紘  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (40621652)
安藤 英由樹  大阪芸術大学, 芸術学部, 教授 (70447035)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2023年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード人間拡張技術 / 身体性 / テレイグジスタンス / 記憶モデル / ニューロフィードバック / 人間機能拡張 / 意識下身体応答 / Extra Body / Mismatch Negativity / Scale Conversion / Telexistence / Ownership / 身体拡張技術 / 追加身体
研究開始時の研究の概要

人の身体図式は生得的な特徴を備えているとはいえ,不変のものでは無く,発達や受傷の過程などを経て変容することが知られている.身体の機能拡張技術においては知覚能力や効果器としての四肢の追加・増強の試みは多くあるが,これらの追加要素を新たな身体として認識し行動を決定する「身体意識」そのものを高いリアリティを伴って拡張する明確な方法論については未だ語られていない.本研究では身体拡張技術の観点からこの「身体意識」の変容を狙う.感覚伝送と身体応答計測,ニューロフィードバック技術を駆使して,身体拡張に伴う身体意識の拡張の可能性について解明し,身体意識の再構築を実現する誘導・制御技術について開発を行う.

研究成果の概要

身体意識の拡張対象として「身体構成」「視覚」「触覚」「統一意識」に取り組んだ結果,「「統一意識」を構成する4階層統合の自己組織的必然性」から演繹するように,「視覚における運動視と両眼視の統合による立体空間知覚の成立機序」「触覚における温覚,冷覚,痛覚の統合による,皮膚表面連続の統合と内挿/外挿の成立機序」「身体構成における追加身体との力学的統合による協調運動計画成立の機序」について,感覚統合の順応獲得のメカニズムと短期/中期/長期記憶のメカニズムの共通性を見いだすことが出来た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

身体意識の変容と順応の過程から,感覚統合の順応獲得のメカニズムと短期/中期/長期記憶のメカニズムの共通性を見いだすことが出来たことは,脳の学習メカニズムにおける知覚の形成と記憶の形成を統一的に理解できるようになったことを意味する.記憶術としての既存ノウハウをバーチャルリアリティでの没入やトレーニングの設計に活かせるようになるなど,ヒト及びAIの学習促進に寄与する原理が新たに解明されたものと考えられる.

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Extrapolation of Thermal Sensation: Warm-cold Stimulus Pair Elicits a Sense of Warmth Outside the Stimulus2024

    • 著者名/発表者名
      Hua Junjie、Furukawa Masahiro、Maeda Taro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: - ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/access.2024.3392276

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GVSにおける前庭感覚提示の際の電極間ショートによる回り込み電流抑制手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      原 彰良、渡邉 理翔、古川 正紘、前田 太郎
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 27 号: 3 ページ: 201-209

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.3_201

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2022-09-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 時間分割提示型前庭感覚刺激による前庭感覚方位提示ディスプレイの拡張2022

    • 著者名/発表者名
      原 彰良、渡邉 理翔、古川 正紘、前田 太郎
    • 雑誌名

      日本バーチャルリアリティ学会論文誌

      巻: 27 号: 3 ページ: 210-217

    • DOI

      10.18974/tvrsj.27.3_210

    • ISSN
      1344-011X, 2423-9593
    • 年月日
      2022-09-30
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robustness of Rhythmic-Based Dynamic Hand Gesture with Surface Electromyography (sEMG) for Authentication2020

    • 著者名/発表者名
      Alex Ming Hui Wong, Masahiro Furukawa, Taro Maeda
    • 雑誌名

      Electronics 2020

      巻: Volume 9, Issue 12 号: 12 ページ: 2143-2143

    • DOI

      10.3390/electronics9122143

    • 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] Mismatch negativity for visuo-tactile inconsistency in rubber hand illusion paradigm2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Miyamoto, Akiyoshi Hara, Masahiro Furukawa, Hideyuki Ando, Taro Maeda
    • 雑誌名

      Augmented Humans 2020

      巻: Article No.: 15 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1145/3396339.3396391

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimating the Current and the Future Intention with Tsumori Control2020

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Hara, Tomoki Nishimura, Hiroki Miyamoto, Masahiro Furukawa and Taro Maeda
    • 雑誌名

      IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 596-600

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9026305

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Hand Gesture Authentication Using Electromyography (EMG)2020

    • 著者名/発表者名
      Alex Ming Hui Wong, Masahiro Furukawa, Hideyuki Ando, Taro Maeda
    • 雑誌名

      IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 300-304

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9026294

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mutual Prediction Model for Predicting Information for Human Motion Generation - IEEE Conference Publication2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nishimura, Akiyoshi Hara, Hiroki Miyamoto, Masahiro Furukawa and Taro Maeda
    • 雑誌名

      IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 687-692

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9026182

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 相対奥行き知覚から絶対奥行き知覚への相互変換の検証2023

    • 著者名/発表者名
      加藤拓実,原 彰良,古川正紘,前田太郎
    • 学会等名
      第28回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 斜視における片眼抑制を解消した両眼融像状態の安定化2023

    • 著者名/発表者名
      横山喜大,前田太郎
    • 学会等名
      日本視覚学会2023年夏季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Eigenfunction Synchronicity Modelにおける直交補空間学習による事変現象の安定的な時不変表象化 -時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第10報2022

    • 著者名/発表者名
      西尾 直樹、前田 太郎、田中 靖人
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The central Mechanism Underlying Extrapolation of Thermal Sensation2022

    • 著者名/発表者名
      Junjie Hua, Masahiro Furukawa, Taro Maeda
    • 学会等名
      Asia Haptics2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静止印象をもたらす運動立体視による空間知覚2022

    • 著者名/発表者名
      李佰昂,古川正紘,前田太郎
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 今あらためてメタバースを考える―メタバース設計論の構築にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      古川 正紘、舘 暲、南澤 孝太、前田 太郎
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「超人」から「人間拡張」へ :人間拡張研究のこれから2022

    • 著者名/発表者名
      野嶋 琢也、稲見 昌彦、前田 太郎、田中 孝之
    • 学会等名
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extrapolation of Thermal Sensation and A Neuron-Like Model Based on Distribution Difference and Interactions of Thermoreceptors2021

    • 著者名/発表者名
      Junjie Hua, Masahiro Furukawa, Taro Maeda
    • 学会等名
      World Haptics 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Whole Brain Synchronicity Neural Computing Model -Part 12021

    • 著者名/発表者名
      T.Maeda, N.Nishio
    • 学会等名
      Neuroscience2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two Types of Nerve Fields Realize Recall of Associative Memory on the Whole Brain-A Whole Brain Synchronicity Neural Computing Model Part 2-2021

    • 著者名/発表者名
      N.Nishio, T.Maeda
    • 学会等名
      Neuroscience2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of high fps on vision in visual presentation under active motion2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Furukawa; Teppei Matsuoka; Taro Maeda
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does the difference in cranial current path change the torsional impression and behavior Galvanic Vestibular Stimulation? OPEN ACCESS2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Hara; Taro Maeda; Yasuto Tanaka; Hiroyuki Fujie; Masahiro Furukawa
    • 学会等名
      Vision Sciences Society 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スケールダウン環境下へのスキル伝達 -拡張テレイグジスタンスへの挑戦 第2報-2021

    • 著者名/発表者名
      平山 智貴,宮本 拓,松岡 哲平,大石 つぐみ,古川 正紘,前田 太郎
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GVSにおける加速度感覚提示の際の電極間ショートによる回り込み電流の抑制手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 理翔,原 彰良、古川 正紘、前田 太郎
    • 学会等名
      第26回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 全脳にわたって自己組織化する意識上記憶と意識下学習の相互作用モデル: - 時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第8報-2021

    • 著者名/発表者名
      前田 太郎、西尾 直樹
    • 学会等名
      第31回 日本神経回路学会 全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Eigenfunction Synchronicity Modelがもたらす多層パーセプトロンでの直交補空間学習 -時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第9報-2021

    • 著者名/発表者名
      西尾 直樹、前田 太郎
    • 学会等名
      第31回 日本神経回路学会 全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 固有関数によって想起の全域的な同期性を実現する連想記憶回路モデル:-時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第5報-2020

    • 著者名/発表者名
      前田 太郎、西尾 直樹、Sangwon Lee
    • 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] Eigenfunction Synchronicity Modelにおける相互側抑制結合の神経振動場:-時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第6報-2020

    • 著者名/発表者名
      西尾 直樹、前田 太郎、Sangwon Lee
    • 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] Implementation of Eigenfunction Synchronicity associative memory model: -Utility of zero representation of time-discretized information in time-continuous phenomena Part 7-2020

    • 著者名/発表者名
      Sangwon Lee, Naoki Nishio, Taro Maeda
    • 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] 低遅延化のための連続運動の利用法2020

    • 著者名/発表者名
      青戸 誠,宮本 拓,古川 正紘,前田 太郎
    • 学会等名
      第25回バーチャルリアリティ学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 味物質選択性を持つ電気刺激手法2020

    • 著者名/発表者名
      原 直弥, 原 彰良, 古川正紘, 前田太郎
    • 学会等名
      第25回バーチャルリアリティ学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Wave Field Synthesis on Membrance to Clone Two Dimensional Rubbing Sensation2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Miyamoto, Naoki Nebara, Junjie Hua, Masahiro Furukawa, Taro Maeda
    • 学会等名
      world haptics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 定在波の節を情報表現に用いるスツルムリウビル型連想記憶回路モデル:-時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第2報-2019

    • 著者名/発表者名
      前田太郎, 西尾直樹
    • 学会等名
      第29回 日本神経回路学会 全国大会 (JNNS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スツルムリウヴィル境界値問題の拡張による境界をまたぐ記憶の同時想起:-時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第3報-2019

    • 著者名/発表者名
      西尾直樹, 前田太郎
    • 学会等名
      第29回 日本神経回路学会 全国大会 (JNNS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スツルムリウビル型連想記憶回路モデルの等価距離空間への変換記述と節の仮想化による記憶容量の増加:-時間連続事象中で時間離散化された情報のゼロ表現の有用性 第4報-2019

    • 著者名/発表者名
      李祥源, 西尾直樹, 前田太郎
    • 学会等名
      第29回 日本神経回路学会 全国大会 (JNNS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 神経刺激インタフェース2024

    • 著者名/発表者名
      青山一真 編著/ 安藤英由樹・玉城絵美・Yem Vibol・高橋哲史・中村裕美・前田太郎・武見充晃・雨宮智浩・河野通就・北尾太嗣
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      コロナ
    • ISBN
      9784339026924
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] ハプティクスとその応用2022

    • 著者名/発表者名
      【監修】大西公平、内村裕
    • 総ページ数
      340
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781316864
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 経頭蓋電気刺激装置2023

    • 発明者名
      前田 太郎,古川 正紘,原 彰良,松田 一武輝
    • 権利者名
      前田 太郎,古川 正紘,原 彰良,松田 一武輝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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