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脳-身体-環境における動的関係性を扱う情報の時空間階層性:ロボット設計原理の検討

公募研究

研究領域非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
研究課題/領域番号 16H01616
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関九州工業大学

研究代表者

我妻 広明  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (60392180)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード非線形振動子系 / 脳型ロボット / 身体性 / 動的関係性 / 時空間階層性
研究実績の概要

脳身体の発達過程における手遊びの寄与に注目し,脳-身体-環境における動的関係性を扱う情報の時空間階層性を,非線形振動子系の観点から分析し,視覚・聴覚・触覚・運動感覚等の欠損時に互いに補完し課 題達成する相補性を探求する方向性として認知運動発達支援やリハビリテーションへの応用に向かう数理基盤を構築することを目的とした.
本年度は,脳活動,視線,動作の同時測定系を構築,対面した手遊びとして,じゃんけん課題における同期形成のダイナミクス分析を行った.用いたじゃんけん課題は比較的最近に日本で普及している「最初はぐー」の掛け声で開始するもので,3回から4回を腕振りが得られる.ゲーム中の勝敗によって掛け声をかけるホストとその相手をスレーブとして解析した結果,動作の同期性に関しては,ホスト側が振幅と周期が比較的安定しているのに対して,スレーブ側が振幅を増大させながらタイミングを一致させることが観測された.これは,ゲーム中の勝敗によってホストとスレーブが交代した場合でも同様であった.同期構造の開始時の腕振りが下から始まるか(FU)上から始まるか(FD)で分類すると,同期形成はファーストアップ(FU)がほとんどであったが,試行回数が進んむ時系列解析では,ホストがFUだった場合スレーブもFUとなり,ホストがUSだった場合にはスレーブもUSになる傾向が確認された.ジャンケンの熟練度を比較すると上級者では振幅を増大させる最適化されたジャンケンにより同期性が確保されるのに対し,中級者では最後の振りは一致するものの全体的として同期性が低い.さらに初級者は互いに振りを合わせようと動作するものの,周期は一致しても位相が一致しないという傾向が現れた.同時計測された脳波解析では,ジャンケンの最初の振りから2,3回目の振りの最中に4Hz~10Hz付近の整合性がウェーブレットコヒーレンス解析によって示唆された.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 17件) 図書 (1件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of West Bohemia(チェコ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Bulgarian Academy of Sciences(ブルガリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad del Pais Vasco UPV/EHU(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] IIT Kanpur(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] インド工科大学カーンプル校(IIT, Kanpur)(インド)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] マレーシアプトラ大学(UPM)(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ブルガリア科学アカデミーシステム工学・ロボット研究所(ISER-BAS)(ブルガリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Epilepsy EEG Classification Using Morphological Component Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Mahapatra, A. G., Singh, B., Horio, K., Wagatsuma, H.
    • 雑誌名

      EURASIP Journal on Advances in Signal Processing

      巻: 2018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 運転中の脳負荷指標化の脳波計測による検討2017

    • 著者名/発表者名
      一木麻由,バルビール・シン,アイコウイツ,我妻広明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(NC研究会)

      巻: 116 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳波-モーションキャプチャ同時測定を用いた運動の巧緻性分析のためのマーカー消失問題への取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      萩尾元晴,十河正弥,下竹昭寛,松本理器,池田昭夫,我妻広明
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告(NC研究会)

      巻: 116 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] An effective lifting scheme method for EEG decomposition in targeted frequency range2017

    • 著者名/発表者名
      Singh, B., Ichiki, M., Ai, G., Wagatsuma, H.
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters

      巻: 11(1) ページ: 65-70

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Removal of Eye Movement and Blink Artifacts from EEG Data Using Morphological Component Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Singh, B., Wagatsuma, H.
    • 雑誌名

      Computational and Mathematical Methods in Medicine

      巻: 2017 ページ: 1861645-17

    • DOI

      10.1155/2017/1861645

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Energy-efficacy comparisons and multibody dynamics analyses of legged robots with different closed-loop mechanisms2016

    • 著者名/発表者名
      Komoda, K., Wagatsuma, H.
    • 雑誌名

      Multibody System Dynamics

      巻: 2016 号: 2 ページ: 1-31

    • DOI

      10.1007/s11044-016-9532-9

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] MCA Based Epilepsy EEG Classification Using Time Frequency Domain Features2018

    • 著者名/発表者名
      Mahapatra, A. G., Singh, B., Horio, K., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      The 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Integrated Framework to Clarify Characteristics of EEG Activities in the Aim of Clinical Data Treatment on Epilepsy: A Workflow by Using NIX and odML Metadata Format2017

    • 著者名/発表者名
      Kamal, Md. S., Hagio, M., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      17th China-Japan-Korea Joint Workshop on Neurobiology and Neuroinformatics (NBNI 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Narrative Speech, Gaze and Gesturing Robot Accessing to Human Emotion and Memory Which is Investigated by Using a Simultaneous Recording of Electroencephalogram and Eye-Tracker System2017

    • 著者名/発表者名
      Muthusamy, A., Kaur, G., Gupta, R., Agarwal, V., Nakayama, S., Ichiki, M., Maniamma, J.M Bhattacharya, B., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of Drift and Blink Artifacts in EEG based on Sparse Morphological Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Singh, B., Ichiki, M., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A High-Precision Skilled Movement Evaluation by using Curvature Analysis in the Simultaneous Recording of 3D Motion Capture System and Intracranial Video-EEG Monitoring and Stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Maniamma, J., Hagio, M., Togo, M., Shimotake, A., Matsumoto, R., Ikeda, A., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MCA-Based Denosing for In-Vehicle EEG Measurements to Estimate the Driver's Mental Workload Influenced by Distractions2017

    • 著者名/発表者名
      Ichiki, M., Singh, B., Ai, G., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      The 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] odML- NIX Standardization Workflow for EEG and Motion recordings2017

    • 著者名/発表者名
      Wagatsuma, H., Togo, M., Ichiki, M., Hagio, M., Yoshida, H., Maniamma, J., Asai, Y.
    • 学会等名
      Brainhack Global (2017) Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A BMI Approach to Use an Affinity Humanoid to Connect with Online EEG Analyses via ROS Functional Modules2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, S., Ichiki, M., Muthusamy, A., Sampath, S., Yoshida, Y., Sinha, A., Shah, D., Soni, H., Panday, H., Srivantava, R., Sharma, A., Bhattacharya, B., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      第27回日本神経回路学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Simultaneous Recording of Electroencephalogram and 3D Motions of Body Parts During Games Interacting Hand Gestures and Team Sports Playing in the Court2017

    • 著者名/発表者名
      Hagio, M., Ichiki, M., Nakayama, S., Yoshida, Yuki, Tachibana, K., Wagatsuma, H.
    • 学会等名
      第27回日本神経回路学会全国大会 / The 27st Annual Conference of the Japanese Neural Networks Society (JNNS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脳波-モーションキャプチャ同時測定を用いた運動の巧緻性分析のためのマーカー消失問題への取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      萩尾元晴(九工大)・十河正弥・下竹昭寛・松本理器・池田昭夫(京大)・我妻広明(九工大/理研/産総研)
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会 (NC)
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 運転中の脳負荷指標化の脳波計測による検討2017

    • 著者名/発表者名
      一木麻由・シン バルビール・アイ コウイツ(九工大)・我妻広明(九工大/理研/産総研)
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会 (NC)
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The Bereitschaftspotential Paradigm for Rise to Stand-Up2016

    • 著者名/発表者名
      Balbir Singh, Hiroaki Wagatsuma, Kiyohisa Natsume
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuroscience 2016)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BCI Developmental Tools Available for Online EEG Data Acquisition and Time-Frequency Analyses by Using the Wavelet Lifting Scheme2016

    • 著者名/発表者名
      Balbir Singh, Mayu Ichiki, Guangyi Ai, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 4th INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics (AINI) 2016
    • 発表場所
      RIKEN Brain Science Institute
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Simultaneous Recording of EEGs and the Eye-Tracking System based on Multitask Operation Design Compatible with Driving Distractions2016

    • 著者名/発表者名
      Mayu Ichiki, Guangy Ai, Jonathan Shi Khai Ooi, Siti Anom Ahmad, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 4th INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics (AINI) 2016
    • 発表場所
      RIKEN Brain Science Institute
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Proposal of the Movable Fulcrum for Evaluating CFRP Bending Shaped to Fit the Human Body Kinetics and Maximize its Assistive Force in the Aim of the Orthosis Design for Backbone Problems2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsuda, Yuki Yoshida, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 4th INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics (AINI) 2016
    • 発表場所
      RIKEN Brain Science Institute
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Bereitschaftspotential for Rise of Stand-Up towards Robot-Assist Device Preparation2016

    • 著者名/発表者名
      Balbir Singh, Hiroaki Wagatsuma, Kiyohisa Natsume
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, JAPAN.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hybrid Human Support Bionic Devices Consisted of Rigid Body Mechanics and Elastic Body Kinematics Analyzed by Multibody Dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yoshida, Akira Matsuda, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, JAPAN.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of the Standard Criterion of the Driver's Status by Using EEG Measurements that Evaluates an Comfort in Driving Even Under Conditions with Automated Driving Operations2016

    • 著者名/発表者名
      Mayu Ichiki, Balbir Singh,Guangyi Ai, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 15th POSTECH-KYUTECH Joint Workshop on Neuroinformatics
    • 発表場所
      Pohang University of Science and Technology, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AI-Based Possible Data Analyses Applying to the Simultaneous Recording of EEGs and Scenic Camera to Segregate Distinguishable Events Happens in the Target Environment2016

    • 著者名/発表者名
      Motoharu Hagio, Mayu Ichiki, Julieron Marine, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 15th POSTECH-KYUTECH Joint Workshop on Neuroinformatics
    • 発表場所
      Pohang University of Science and Technology, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multibody Dynamic Applying to the Complex Combination of Various Factors with Rigid and Flexible Components: A Case Study2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yoshida, Akira Matsuda, Hiroaki Wagatsuma
    • 学会等名
      The 15th POSTECH-KYUTECH Joint Workshop on Neuroinformatics
    • 発表場所
      Pohang University of Science and Technology, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Comparative Analysis of Indexing of Mental Workload by using Neuro-Driving Tools based on EEG Measurements Coupling with the Eye-Tracking System.2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiki M, Ai G, Ooi JS and Wagatsuma H.
    • 学会等名
      Neuroinformatics 2016
    • 発表場所
      University of Reading, UK
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 強いAI・弱いAI 研究者に聞く人工知能の実像(6章;pp.124-156)2017

    • 著者名/発表者名
      鳥海 不二夫
    • 総ページ数
      274
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      4621301799
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ダイナミックブレインプラットフォーム

    • URL

      https://dynamicbrain.neuroinf.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ダイナミックブレイン プラットフォーム(DBPF)委員会

    • URL

      https://dynamicbrain.neuroinf.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] NIX-odML Global Workshop & Hackathon 2017 in Japan2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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