| 研究課題/領域番号 |
21K11207
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 香川高等専門学校 |
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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, 講師 (20747969)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 脳波 / 車いす / 自律走行 / P300 / Brain-computer interface / Brain-machine interface / BMI / 電動車いす / BCI / 車椅子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）は脳信号を電動車いすの制御命令などに変換するインタフェースである．これまでのBMIシステムではBMI操作画面のパネルと機器制御命令が一対一に対応づけられてきた．しかし自律走行車いすなどの最先端機器を制御する際に単純な対応付けでは自由に制御することが難しいため，操作機器や状況に最適なBMI操作画面を自動で提供するのが望ましい．本研究では機械学習や独自開発したニューラルネットワークを応用し，自律走行車いすの状況に応じて最適なBMI操作画面を提供する手法について提案し，その効果を明らかにすることを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）は車いすなどの機器を脳波により制御することを可能とするインタフェースである．BMIの実用を考えると，脳波で車いすを目的地まで移動させ，移動した先々の家電等も脳波で制御できるのが望ましい．本研究では自律走行車いすや付近の家電を制御できるBMIシステムを開発し，さらに特徴が類似する家電を画面上で近くになるようレイアウトするシステムを導入した．本BMIシステムを用いて被験者が別の部屋に移動し，また移動中に家電を制御することに成功した．また，家電をBMI刺激呈示画面に追加・削除することに影響されず100%に近い精度で入力することが可能であった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して脳波で目的地を指定する新たな方法を提案した．この方法と自律走行技術を融合させることで，脳波で目的地を入力してそこまで自律走行することを可能とした．
また，P300 BMIの刺激提示器を訓練時から変化させた場合の影響について調べた．その結果，文字を入れ替えるなどの変更の場合，刺激提示画面を訓練時から変更しても大きな影響を受けずに制御できることが分かった．また，従来の灰/白刺激よりもスマイリーを命令の上に描画する形式のほうが高い精度が得られたため，電動車いすや家電制御にはスマイリーを用いた刺激提示器のほうが適していることが分かった．
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