| 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 |
交付 (2022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 | BMI / P300 / 電動車いす / 自律走行 / 脳波 / 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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| 研究実績の概要 |
ブレイン・マシン・インタフェース(BMI)は脳波により機器を制御するインタフェースである．BMIを用いて電動車いすを制御した事例は数多いが，それら実験は命令数が実験を通して一定であり，制御命令とBMI操作画面が一対一で対応付けられてきた．しかし，実際の生活場面では電動車いすのみを制御する場面はほとんどなく，移動した先の物に対して働きかけるなどする必要がある．そのような場合，先行研究のように命令とBMI操作画面を一対一に対応付けるだけでは不十分であり，周囲の機器などの状況に応じて最適なBMI操作画面を提供するのがよいと考える．本研究では自律走行ロボットが移動し，周囲の機器などから自動的にBMI操作画面を生成するシステムを開発し，評価することを目的とした．
初年度は小型のロボットであるラズベリーパイマウスV3とライトローバーで自律走行ロボットの試作を行った．また電動車いすを購入し，自律走行制御を可能とするシステムを開発した．
本年度は移動した先の物を制御するための小型無線制御装置を複数台開発した．さらにそれらの状態を読み取りランドマークマップを用いて画面を自動生成するシステムを開発した．
また，中学生向けの公開講座を開催し，脳波計の取り付け方や，計測した脳波を使ったプログラミングなどを行った．さらに本研究に関する研究成果を発表した．本研究と関連して，脳波で日本語フレーズ入力を行う装置の開発や，刺激提示に用いる動物画像についての検討を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
昨年度，自律走行車いすが購入できなかったため，電動車いすの自律制御のための開発時間が生じた．さらにシステムの規模が大きく，評価の際に要因が複雑となるため，実験計画を見直し，実験を分割して評価を行う必要が生じた．これらにより当初計画より進捗が遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで自律走行車椅子を開発し，周囲の機器などから自動的にBMI操作画面を生成するシステムを開発することに成功した．現状では評価が不十分であるため，個々の技術の効果を明らかにするような実験を分割して行い，評価を進めていく予定である．
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