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VR手法を用いて知覚される仮想音源を利用した聴覚BCIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12629
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

加納 慎一郎  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00282103)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020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BCI / 聴空間 / 音像定位 / 音脈分凝 / 事象関連電位 / VR / 仮想音源 / 錯聴
研究開始時の研究の概要

両耳に提示する音刺激により仮想的に定位させた音像に対して選択的注意を行った際に生じる脳波(事象関連電位)からユーザの意図を検出するBCI(brain-computer interface)を開発する.これまでの感覚刺激を用いたBCIでは主に視覚刺激が用いられてきた.しかし視覚刺激を用いたBCIには,使用時に視覚がBCIに占有されるために使用者の行動が制限されることなどの問題点があった.そこで本研究では,聴覚刺激による音源定位や錯覚現象を利用したVR(仮想現実感)手法によって聴覚情報の空間的な広がり(聴空間)をユーザに知覚させることで操作を行う新しいBCI(聴空間BCI)を開発する.

研究成果の概要

脳活動信号からユーザの意図を抽出するBCI(ブレイン・コンピュータ インターフェース)の高性能化のために,聴覚における錯覚(錯聴)を利用した聴覚VR(仮想現実感)手法を用いて,ユーザに複数の仮想音源からの音を提示し,生じた脳波からユーザの意図を検出するBCIを開発した.本手法の特徴は,仮想音源による音像定位やVRにより仮想的な聴空間をユーザに知覚させることで,複雑かつ豊かな情報提示を行うことで,多くの情報を検出できることである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

外部からの感覚刺激を用いたBCIの問題点は,日常生活に最も重要な感覚である視覚がBCIの操作中に占有されてしまう点にある.聴覚VR(仮想現実感)手法により,視覚に匹敵する情報量をユーザに提示することによりBCIを実現する本手法により,情報検出精度が高く,かつユーザの日常生活を阻害しないBCIが実現可能となることが期待できる.またこれにより,従来のBCIの様式の多様化が可能になり,より多くのユーザにBCIを適用できるようになる.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Radboud University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A study on BCI to detect auditory steady-state response2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mizukami, Simon Kojima, Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2023)

      ページ: 85-85

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スピーカアレイを用いて仮想定位された聴覚刺激によって誘導される事象関連電位の検討2023

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 事象関連電位の潜時におよぼす異種感覚統合の効果に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Towards the Brain-Computer Interface for Daily Life (Invited Talk)2022

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 29th International Display Workshops

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体信号からのユーザの意図と心理状態の検出にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ?脈分凝知覚の有無による事象関連電位応答の違いについての検討2022

    • 著者名/発表者名
      水上 直輝, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間に配置された実音源と仮想音源への選択的注意に伴うP300について2022

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 視聴覚刺激の意味的関係の有無と事象関連電位との関係に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022論文集

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 雑誌名

      電気学会医用・生体工学研究会資料

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes in event-related potentials due to multisensory integration2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takeda, Shin’ichiro Kanoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2022)

      ページ: 298-298

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 移動する音の属性変化に伴う事象関連電位の特性についての検討2022

    • 著者名/発表者名
      小林史弥、小島宰門、加納慎一郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田幸浩、小島宰門、加納慎一郎
    • 雑誌名

      電気学会 医用・生体工学研究会資料

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 実音源と仮想音源からの聴覚刺激によって誘導された事象関連電位の比較2022

    • 著者名/発表者名
      清水京也、小島宰門、加納慎一郎
    • 雑誌名

      電気学会 医用・生体工学研究会資料

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 分凝知覚される音刺激に対する選択的注意を検出する4クラス聴覚BCIシステムについての検討2021

    • 著者名/発表者名
      小島 宰門、加納 慎一郎
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: Annual59 号: Abstract ページ: 494-494

    • DOI

      10.11239/jsmbe.Annual59.494

    • NAID

      130008105354

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音脈分凝を用いた聴覚BCIにおける脳波前処理手法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      小島宰門、加納慎一郎
    • 雑誌名

      日本生体医工学会 生体信号計測・解釈研究会 第65回研究会抄録集

      ページ: 2-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 音脈分凝を利用した4クラス聴覚BCIシステムについての検討2021

    • 著者名/発表者名
      小島宰門,加納慎一郎
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス/医用・生体工学合同研究会資料

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 分凝知覚される2つの音系列を用いた4クラス聴覚BCIシステムについての検討2020

    • 著者名/発表者名
      小島宰門,加納慎一郎
    • 雑誌名

      第63回日本生体医工学会 生体信号 計測・解釈研究会抄録集

      ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A study on BCI to detect auditory steady-state response2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Mizukami, Simon Kojima, Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      17th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スピーカアレイを用いて仮想定位された聴覚刺激によって誘導される事象関連電位の検討2023

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 事象関連電位の潜時におよぼす異種感覚統合の効果に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Towards the Brain-Computer Interface for Daily Life (Invited Talk)2022

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Kanoh
    • 学会等名
      29th International Display Workshops
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体信号からのユーザの意図と心理状態の検出にむけて2022

    • 著者名/発表者名
      加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ?脈分凝知覚の有無による事象関連電位応答の違いについての検討2022

    • 著者名/発表者名
      水上 直輝, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 空間に配置された実音源と仮想音源への選択的注意に伴うP300について2022

    • 著者名/発表者名
      清水 京也, 小島 宰門, 加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 視聴覚刺激の意味的関係の有無と事象関連電位との関係に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田 幸浩,小島 宰門,加納 慎一郎
    • 学会等名
      電気学会医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Changes in event-related potentials due to multisensory integration2022

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takeda, Shin’ichiro Kanoh
    • 学会等名
      16th South East Asian Technical University Consortium (SEATUC2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動する音の属性変化に伴う事象関連電位の特性についての検討2022

    • 著者名/発表者名
      小林史弥、小島宰門、加納慎一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異種感覚統合による事象関連電位の時間変化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      武田幸浩、小島宰門、加納慎一郎
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 実音源と仮想音源からの聴覚刺激によって誘導された事象関連電2022

    • 著者名/発表者名
      清水京也、小島宰門、加納慎一郎
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 分凝知覚される音刺激に対する選択的注意を検出する4クラス聴覚BCIシステムについての検討2021

    • 著者名/発表者名
      小島 宰門、加納 慎一郎
    • 学会等名
      第60回 日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音脈分凝を用いた聴覚BCIにおける脳波前処理手法の比較2021

    • 著者名/発表者名
      小島 宰門、加納 慎一郎
    • 学会等名
      日本生体医工学会 生体信号計測・解釈研究会 第65回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音脈分凝を利用した4クラス聴覚BCIシステムについての検討2021

    • 著者名/発表者名
      小島宰門,加納慎一郎
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス/医用・生体工学合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 分凝知覚される2つの音系列を用いた4クラス聴覚BCIシステムについての検討2020

    • 著者名/発表者名
      小島宰門,加納慎一郎
    • 学会等名
      第63回日本生体医工学会 生体信号 計測・解釈研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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