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人間の意図推論を対象とした結合脳波フィードバックシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K20008
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関九州工業大学

研究代表者

藤原 正幸  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 研究職員 (50982203)

研究期間 (年度) 2023-08-31 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワードEEG / 脳波 / ニューロフィードバック / コミュニケーション / 意図
研究開始時の研究の概要

人間のコミュニケーションでは,記号や身体動作といった異なる様式を介して意図推論を行うことで意図理解に至るが,その両者の様式を統一的に扱う神経基盤を検討する方法論はなく,その通時性や因果関係は定かでない.
本研究では,人間の意図推論時の結合脳波フィードバックシステムの開発を行うことで,記号性や身体性を介した意図推論時の統一的な神経基盤を操作的に検証する.
意図推論課題時の脳波を対象に,脳部位間の実効的結合性を扱う指標を導入・分析した結果と目標状態の脳ネットワーク間の類似度を算出し,誤差を基に結合脳波フィードバックを行う.意図推論時の統一的な神経基盤への操作が意図理解の成否に影響するかを確かめる.

研究実績の概要

本研究は,意図推論時を対象とする結合脳波フィードバックシステムの開発を通じて,意図理解の成否の要因を操作的に検証することを目的とする.
本年度後半では,既存の新しいニューロフィードバック法に関する手法や拡張性についてサーベイや実装を行なった.具体的には,オンラインかつ高精度に時間周波数パワーを推定する手法を実装し検討ができた.また様々なオンライン解析手法を比較・検討する論文から,それらの強み・弱みについて理解・検討することもできた.これらの手法や拡張について,本研究で対象とするニューロフィードバックに導入していくことで,新規かつ高精度なニューロフィードバック手法を開発することが期待できる.
今後は,脳波計測デバイスを導入し,実際にオンライン計測された意図理解時のデータに対して,脳部位間の実効的結合性を分析した結果と目標状態の脳ネットワーク間の類似度を算出し,結合脳波フィードバックを行うシステムを開発し検証を進める.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

所属機関の変更や円安などの複数の要因により,当初の計画の計測機材の購入などがやや難しくなったため,来年度に購入する計画に変更した.そこで今年度後半では,脳波をオンラインで解析処理するための最先端かつ高精度な手法について,論文サーベイやプログラムによる実装を行うこととした.これらのことから,研究計画の遅延がやや発生している.

今後の研究の推進方策

2024年度は前年度の予算と合算して計測機材の購入を行い,前年度に行った論文サーベイやプログラムによる実装を組み合わせることで,オンラインで高精度に解析処理をするシステムを構築する見込みである.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 その他

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

  • [国際共同研究] Universite de Lorraine(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Trigger circuit design and system integration for simultaneous measurement of human EEG, motion, and gaze2024

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masayuki、Phan Duc、Bougrain Laurent、H?naff Patrick、Wagatsuma Hiroaki
    • 雑誌名

      人工生命とロボットに関する国際会議予稿集

      巻: 29 ページ: 1047-1050

    • DOI

      10.5954/ICAROB.2024.GS6-3

    • ISSN
      2188-7829
    • 年月日
      2024-02-22
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Systematic Recording System to Analyze ERD/ERS in EEG to Focus Individual Timing Differences in a Three-Grasping-Type Task2024

    • 著者名/発表者名
      Kosei Shibata, Masayuki Fujiwara, Phan Hoang Huu Duc, Laurent Bougrain, Patrick Henaff, Hiroaki Wagatsuma
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Trigger circuit design and system integration for simultaneous measurement of human EEG, motion, and gaze2024

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Fujiwara, Phan Hoang Huu Duc, Laurent Bougrain, Patrick Henaff, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 2024 International Conference on Artificial Life Robotics
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 意図推論のための脳波同期フィードバック手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 正幸
    • 学会等名
      第6回ケアXDXセンター研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 人間―機械間の意図推論を対象とした結合脳波フィードバックシステムの提案2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 正幸
    • 学会等名
      第5回共調的社会脳研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-09-11   更新日: 2024-12-25  

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