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脳科学と情報科学を融合させたBMI構築のための多チャネル脳波信号処理技術の革新

研究課題

研究課題/領域番号 23500202
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関筑波大学

研究代表者

牧野 昭二  筑波大学, システム情報系, 教授 (60396190)

研究分担者 ルトコフスキ トマシュ (RUTKOWSKI Tomasz)  筑波大学, システム情報系, 講師 (50415238)
宮部 滋樹  筑波大学, システム情報系, 助教 (50598745)
連携研究者 寺澤 洋子  筑波大学, 図書館情報メディア系, 助教 (70579094)
山田 武志  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20312829)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード情報センシング / マルチチャネル信号処理 / 知能ロボティックス
研究概要

本プロジェクトでは、人が音の空間性を認識するときの脳活動に着目し、基礎研究を行なうとともに、このような空間性を有する音の聴取時に観察される特徴ある脳活動を利用したブレインマシンインタフェースの開発を行なった。今年度は、空間聴覚刺激に対する事象関連電位の統計的特徴に基づいた電極と潜時の選択手法を提案し、識別率を向上させた。音の出力法の試みでは、スピーカによる実音源と仮想音源でP300反応に個人差があること、視覚刺激より振幅が小さいこと、頭部伝達関数を利用した空間聴覚刺激が後頭部にP300を誘発させることを確認した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2014 2013 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (40件)

  • [雑誌論文] Workshops of the Fifth International Brain-Computer Interface Meeting: Defining the Future2014

    • 著者名/発表者名
      Tomasz Rutkowski
    • 雑誌名

      Taylor & Francis, Brain-Computer Interfaces

      巻: Volume 1 号: 1 ページ: 27-49

    • DOI

      10.1080/2326263x.2013.876724

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brain Evoked Potential Latencies Optimization for Spatial Auditory Brain2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Cai, S. Makino and T. M. Rutkowski
    • 雑誌名

      Springer Cognitive Computation (Special Issue : Advances on Brain Inspired Computing)

      巻: Volume5,Number2 号: 1 ページ: 34-43

    • DOI

      10.1007/s12559-013-9228-x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Bone- conduction- based Brain Computer Interface Paradigm- EEG Signal Processing, Feature Extraction and Classification -2013

    • 著者名/発表者名
      D. Aminaka, K. Mori, T. Matsui, S. Makino, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Auditory Brain- Computer Interface Paradigm with Head Related Impulse Response- based Spatial Cues2013

    • 著者名/発表者名
      C. Nakaizumi, K. Mori, T. Matsui, S. Makino, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] EEG Signal Processing and Classification for the Novel Tactile- Force Brain- Computer Interface Paradigm2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kono, D. Aminaka, S. Makino, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Novel spatial tactile and bone-conduction auditory brain computer interface2013

    • 著者名/発表者名
      T. M. Rutkowski, H. Mori, S. Makino, K. Mori
    • 学会等名
      The 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      2013-11-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Novel Virtual Moving Sound-based Spatial Auditory Brain-Computer Interface Paradigm2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Lelievre and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 6th International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2013-11-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Classifying P300 Responses to Various Vowel Stimuli for Auditory Brain-Computer Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto, S. Makino, K. Mori and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2013-10-31
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatial Auditory BCI with ERP Responses to Front-Back to the Head Stimuli Distinction Support2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Cai, S. Makino, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2013-10-31
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatial Auditory BCI Paradigm based on Real and Virtual Sound Images Generation2013

    • 著者名/発表者名
      N. Nishikawa, S. Makino, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2013-10-31
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-command Chest Tactile Brain Computer Interface for Small Vehicle Robot Navigation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mori, S. Makino, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 2013 International Conference on Brain and Health Informatics
    • 発表場所
      Maebashi, Gunma, Japan
    • 年月日
      2013-10-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Single Trial BCI Classification Accuracy Improvement for the Novel Virtual Sound Movement- based Spatial Auditory Paradigm2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Lelievre, Y. Washizawa, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2013-10-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Classification Improvement of P300 Response Based Auditory Spatial Brain-Computer Interface Paradigm2013

    • 著者名/発表者名
      M. Chang, S. Makino, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      IEEE TENCON 2013
    • 発表場所
      Xi ' an, Shaanxi, China
    • 年月日
      2013-10-23
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Auditory and Tactile Brain Computer Interfaces for Locked-in State Patients and Healthy Users2013

    • 著者名/発表者名
      T. M. Rutkowski, H. Mori, M. Chang, S. Kono, D. Aminaka and C. Nakaizumi
    • 学会等名
      日本・ポーランド科学技術セミナー
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2013-10-16
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] BEYOND VISUAL P300 BASED BRAIN-COMPUTER INTERFACING PARADIGMS2013

    • 著者名/発表者名
      T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      Innovations in Information and Communication Science and Technology (IICST 2013)
    • 発表場所
      Tomsk, Russia
    • 年月日
      2013-09-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Network Based Complexity Analysis in Tactile Brain Computer Interface Task2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mori, Y. Matsumoto, S. Makino, Z. R. Struzik, D. Mandic, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2013-07-04
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatial Tactile and Auditory Brain Computer Interface based on Head Position Stimulation2013

    • 著者名/発表者名
      T. M. Rutkowski, H. Mori, Y. Matsumoto, Z. R. Struzik, S. Makino, D. Mandic, and K. Mori
    • 学会等名
      The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-06-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparison of P300 Responses in Auditory, Visual and Audiovisual Spatial Speller BCI Paradigms2013

    • 著者名/発表者名
      M. Chang, N. Nishikawa, Z. R. Struzik, K. Mori, S. Makino, D. Mandic, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 5th International Brain-Computer Interface Meeting 2013
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2013-06-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-Command Tactile and Auditory Brain Computer Interface based on Head Position Stimulation2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mori, Y. Matsumoto, Z. R. Struzik, K. Mori, S. Makino, D. Mandic, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 5th International Brain-Computer Interface Meeting 2013
    • 発表場所
      California, USA
    • 年月日
      2013-06-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Multi-command Tactile Brain ComputerInterface: A Feasibility Study2013

    • 著者名/発表者名
      H. Mori, Y. Matsumoto, V. Kryssanov, E. Cooper, H. Ogawa, S. Makino, Z. R. Struzik, and T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Haptic and Audio Interaction Design
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2013-04-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatial Auditory and Tactile BCI in Application to Vehicular Robot Control2013

    • 著者名/発表者名
      T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      University of Cincinnati
    • 発表場所
      Cincinnati, OH, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Spatial location and sound timbre as informative cues in auditory BCI/BMI - electrodes position optimization for brain evoked potential enhancement2011

    • 著者名/発表者名
      Z. Cai, H. Terasawa, S. Makino, T. Yamada, T. M. Rutkowski
    • 学会等名
      APSIPA ASC 2011
    • 発表場所
      Grand New World Hotel Xian(中国)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] New EEG components separation method: Data driven Huang-Hilbert transform application to auditory BMI paradigm2011

    • 著者名/発表者名
      T.M. Rutkowski, Q. Zhao, D.P. Mandic, Z. Cai, A. Cichocki, S. Makino, A.W. Przybyszewski
    • 学会等名
      Neuroscience 2011
    • 発表場所
      Walter E. Washington Convention Center(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-command Tactile Brain ComputerInterface: A Feasibility Study

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Mori, Yoshihiro Matsumoto, Victor Kryssanov, Eric Cooper, Hitoshi Ogawa, Shoji Makino, Zbigniew R. Struzik, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Haptic and Audio Interaction Design
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Network Based Complexity Analysis in Tactile Brain Computer

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Mori, Yoshihiro Matsumoto, Shoji Makino, Zbigniew R. Struzik, Danilo P. Mandic,
    • 学会等名
      The 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] BEYOND VISUAL P300 BASED BRAIN-COMPUTER INTERFACING PARADIGMS

    • 著者名/発表者名
      Rutkowski T.M
    • 学会等名
      Innovations in Information and Communication Science and Technology
    • 発表場所
      Tomsk, Russia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Classification Improvement of P300 Response Based Auditory Spatial Brain-Computer Interface Paradigm

    • 著者名/発表者名
      Moonjeong Chang, Shoji Makino, Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      IEEE TENCON 2013
    • 発表場所
      Xi’an, Shaanxi, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Spatial Auditory BCI Paradigm based on Real and Virtual Sound Images Generation

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Nishikawa, Shoji Makino, Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Spatial Auditory BCI with ERP Responses to Front-Back to the Head Stimuli Distinction Support

    • 著者名/発表者名
      Zhenyu Cai, Shoji Makino, Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Single Trial BCI Classification Accuracy Improvement for the Novel Virtual Sound Movement-based Spatial Auditory Paradigm

    • 著者名/発表者名
      Yohann Leli`evre, Yoshikazu Washizawa, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Classifying P300 Responses to Various Vowel Stimuli for Auditory Brain-Computer Interface

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Matsumoto, Shoji Makino, Koichi Mori and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference 2013
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Multi-command Chest Tactile Brain Computer Interface for Small Vehicle Robot Navigation

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Mori, Shoji Makino, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 2013 International Conference on Brain and Health Informatics
    • 発表場所
      Maebashi, Gunma, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Novel Virtual Moving Sound-based Spatial Auditory Brain-Computer Interface Paradigm

    • 著者名/発表者名
      Yohann Lelievre and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 6th International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering
    • 発表場所
      California, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] EEG Signal Processing and Classification for the Novel Tactile-Force Brain-Computer Interface Paradigm

    • 著者名/発表者名
      Shota Kono, Daiki Aminaka, Shoji Makino, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Auditory Brain-Computer Interface Paradigm with Head Related Impulse Response-based Spatial Cues

    • 著者名/発表者名
      Chisaki Nakaizumi, Koichi Mori, Toshie Matsui, Shoji Makino, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Bone&-conduction&-based Brain Computer Interface Paradigm- EEG Signal Processing, Feature Extraction and Classification-

    • 著者名/発表者名
      Daiki Aminaka, Koichi Mori, Toshie Matsui, Shoji Makino, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 9th International Conference on SIGNAL IMAGE TECHNOLOGY & INTERNET BASED SYSTEMS
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Auditory and Tactile Brain Computer Interfaces for Locked-in State Patients and Healthy Users

    • 著者名/発表者名
      Tomasz M. Rutkowski, Hiromu Mori, MoonJeong Chang, Shota Kono, Daiki Aminaka and Chisaki Nakaizumi
    • 学会等名
      日本・ポーランド科学技術セミナー
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Psychophysical responses comparison in spatial visual, audiovisual, and auditory BCI-spelling paradigms

    • 著者名/発表者名
      Moonjeong Chang, Nozomu Nishikawa, Zhenyu Cai, Shoji Makino1, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems The 13th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Vibrotactile stimulus frequency optimization for the haptic BCI prototype

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Mori, Yoshihiro Matsumito, Shoji Makino1, Victor Kryssanov3, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems The 13th International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial auditory BCI paradigm utilizing N200 and P300 response

    • 著者名/発表者名
      Zhenyu Cai, Shoji Makino, Takeshi Yamada, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference APSIPA2012
    • 発表場所
      Hollywood, California, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] The spatial real and virtual sound stimuli optimization for the auditory BMI

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Nishikawa, Yoshihiro Matsumoto, Shoji Makino, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference APSIPA2012
    • 発表場所
      Hollywood, California, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Auditory steady-state response stimuli based BCI application - The optimization of the stimuli types and lengths

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Matsumoto, Nozomu Nishikawa, Shoji Makino, Takeshi Yamada, and Tomasz M. Rutkowski
    • 学会等名
      Asia-Pacific Signal and Information Processing Association Annual Summit and Conference APSIPA2012
    • 発表場所
      Hollywood, California, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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