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ユーザフレンドリーなヒューマンインタフェースのための転移学習法開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K19854
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
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

叶賀 卓  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, 研究員 (40803903)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード転移学習 / 機械学習 / 信号処理 / ブレインコンピュータインタフェース / 筋電位 / ヒューマンインタフェース / 深層学習
研究開始時の研究の概要

2020年度に【課題1】を実施する。2021年度は【課題2】を実施しつつ、キャリブレーションに必要なデータ数や転移学習法の計算コストに合わせて【課題1】のアルゴリズムの簡略化もしくは高度化を試みる。【課題1】は信号処理や機械学習に関する国際会議あるいは論文誌に投稿することを目指し、【課題2】はロボティクスやエンジニアリングに関する国際会議あるいは論文誌に投稿することを目指す。

研究成果の概要

本研究では、個人間・個人内のばらつきの大きいデータの分布を、短いキャリブレーション時間で統計的に補正する転移学習法の提案および応用を目的とした。この目的に対して個人差が大きいことで知られている筋電位データを用いた。本研究を通して、ターゲットの少数筋電データに対して、ラベルがついている場合とついていない場合、それぞれに対応可能なドメイン適用転移学習法を組み込んだフレームワークを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究成果はIF付論文誌2報と国際論文誌1報として公開されている。論文誌についてはオープンアクセスであり、だれでも内容を確認することができる。また、開発されたコードはgithubと呼ばれる開発プラットフォームにおいて公開されている。これにより生体信号処理分野での研究開発を透明感のある状態とした。
近年、ウェアラブルセンサを用いて個人がデータを簡単にデータを計測できるようになってきている。このような状況において、既存のモデルを個々に合わせてチューニングできる転移学習法の開発は今後のヒューマンインタフェースをより発展させる意義を持つ。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparing subject-to-subject transfer learning methods in surface electromyogram-based motion recognition with shallow and deep classifiers2022

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Takayuki、Kanoga Suguru、Tsubaki Masashi、Aoyama Atsushi
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: - ページ: 599-612

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2021.12.081

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subject-transfer framework with unlabeled data based on multiple distance measures for surface electromyogram pattern recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Kanoga Suguru、Hoshino Takayuki、Asoh Hideki
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 74 ページ: 103522-103522

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2022.103522

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semi-supervised style transfer mapping-based framework for sEMG-based pattern recognition with 1- or 2-DoF forearm motions2021

    • 著者名/発表者名
      Kanoga Suguru、Hoshino Takayuki、Asoh Hideki
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 68 ページ: 102817-102817

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2021.102817

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semi-Supervised Learning for Auditory Event-Related Potential-Based Brain-Computer Interface2021

    • 著者名/発表者名
      Ogino Mikito、Kanoga Suguru、Ito Shin-Ichi、Mitsukura Yasue
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 47008-47023

    • DOI

      10.1109/access.2021.3067337

    • NAID

      120007153316

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Are armband sEMG devices dense enough for long-term use? Sensor placement shifts cause significant reduction in recognition accuracy2020

    • 著者名/発表者名
      Kanoga Suguru、Kanemura Atsunori、Asoh Hideki
    • 雑誌名

      Biomedical Signal Processing and Control

      巻: 60 ページ: 101981-101981

    • DOI

      10.1016/j.bspc.2020.101981

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Style Transfer Mapping and Fine-tuning Subject Transfer Framework Using Convolutional Neural Networks for Surface Electromyogram Pattern Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Kanoga Suguru, Hoshino Takayuki, Tada Mitsunori
    • 学会等名
      2022 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP'22)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習を用いた脳波・筋電信号の応用例紹介およびアーチファクト除去・転移学習によるロバスト性向上2022

    • 著者名/発表者名
      叶賀 卓
    • 学会等名
      日本生体工学会 専門別研究会 第32回実社会におけるマルチモーダル脳情報応用技術研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体信号時系列への機械学習技術の適用と日常的な技術適用での問題点・解決アプローチの紹介2021

    • 著者名/発表者名
      叶賀 卓
    • 学会等名
      第32回日本急性血液浄化学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis and Usage: Subject-to-subject Linear Domain Adaptation in sEMG Classification2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hoshino、Suguru Kanoga、Masashi Tsubaki、Atsushi Aoyama
    • 学会等名
      2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subject Transfer Framework Based on Source Selection and Semi-Supervised Style Transfer Mapping for sEMG Pattern Recognition2020

    • 著者名/発表者名
      Suguru Kanoga、Takayuki Hoshino、Hideki Asoh
    • 学会等名
      ICASSP 2020 - 2020 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Suguru KANOGA/Publications

    • URL

      https://sites.google.com/view/u4ag2knosr1/publication

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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