新しい工学技術創造を目指した生体高次機能の学際的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09045054
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 鈴木 茂行 徳島大学, 工学部, 教授 (40035605)
• 研究分担者: 山口 久雄 徳島大学, 医学部, 助教授 (90035436) ; 森本 忠興 徳島大学, 医療技術短期大学部, 教授 (10112244) ; 森田 雄介 徳島大学, 医学部, 教授 (00035479) ; 長篠 博文 徳島大学, 工学部, 助教授 (40035655) ; 仁木 登 徳島大学, 工学部, 教授 (80116847) ; 村上 理一 徳島大学, 工学部, 教授 (00112235) ; 木内 陽介 徳島大学, 工学部, 教授 (80035807)
• キーワード: 脳 / 生体機能 / ニューラルネットワーク / 認識 / 学習 / 制御 / 多自由度運動 / 協調

研究概要

本研究は生体の高次機能の積極的活用に基づく新しい工学技術を創造することを目的としている。脳機能、運動機能などを取り入れた工学技術開発とその技術応用に関する研究を、フロリダアトランティック大学の関係者の協力により行った。
1.生体機能の計測: 生体機能の工学的評価、応用技術開発を進めるために、特に指、顎の運動計測、生体の電気特性、電磁界効果、脳内信号源計測を両大学で保有する設備、機器を用いて行うと共に、脳が外部環境入力をどのように脳内に構築するかについて焦点をあてたEEG計測システム、および磁気を用いた非接触生体運動計測システムを製作した。
2.生体機能に基づく処理アルゴリズムの開発: 工学的観点から有用性が期待される脳の時系列パターン学習、認識機能、協調および統合制御機能の分析、評価を行い、これらに基づく時空間信号処理アルゴリズムの開発を行った。
3.応用技術開発: 上記の生体機能を取り入れた自己学習型パターン認識システムを開発した。特に入力情報の環境に応じた特徴抽出ができる新しいシステムを開発することができた。また、これらの認識システムの溶接欠陥、乳癌の識別、脳内信号源の同定への応用を行い、有用な結果が得られた。さらに、生体の協調、統合制御機能を利用した多自由度ロボットのニューラル制御方式を開発し、有効な結果が得られた。
4.シンポジウムの開催: 本学と研究協力大学で毎年両大学でシンポジウムを開催し、研究結果の報告、討議、意見交換を行った。

研究成果

• [文献書誌] 福田耕治,鎌野琢也,安野卓,鈴木茂行: "周波数および位相差ファジィハイブリッド制御による超音波モータ二自由度位置サーボシステム"電気学会論文誌C. 119-C・11. 1310-1315 (1999)
• [文献書誌] S.Kitade,T.Enai,H.Sei and Y.Morita: "The N400 event-related potential in aphasia"The Journal of Medical Investigation. 46. 87-95 (1999)
• [文献書誌] A.Ihara,T.Morimoto,X,Zhao,Y.Kinouchi,T.Iritani and Y.Oomine: "Finite Element Analysis of Breast Bioimpedance"Proceedings of The 4th Asia-Pacific Conference on Medical and Biological Engineering. 1. 452 (1999)
• [文献書誌] K.H.Park,A.Soda,H.Yamaguchi,Y.Kinouchi and K.Yoshizaki: "Effects of ELF magnetic fields on collagen synthesis in osteoblasts"Electricity and Magnetism in Biology and Medicine. 1. 457-460 (1999)
• [文献書誌] 福井康弘,朴基豪,木内陽介,細川敬子,池原敏孝,山口久雄,吉崎和男: "ELF磁界による歯根膜誘導電流の解析-歯槽骨再生の基礎-"日本磁気歯科学会雑誌. 8・1. 41-47 (1999)
• [文献書誌] 國井洋臣,木内陽介: "生体組織インピーダンスの集中定数等価回路とパラメータ推定"電子情報通信学会論文誌D-II. J82-DII・11. 2143-2151 (1999)
• [文献書誌] 村上理一,岸裕一,岡宣夫,小沢雅夫: "画像処理によるX線透過フィルムからの溶接欠陥の鮮明化"日本機械学会第7回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. 99-23. 299-300 (1999)
• [文献書誌] 河田佳樹,仁木登,大松広伸: "胸部3次元CT像による肺野小型腫瘤の3次元曲率を用いた内部構造の解析"電子情報通信学会論文誌D-II. J83-DII・1. 209-218 (2000)
• [文献書誌] 久保満,仁木登,江口研二,金子昌弘,山口直人: "2次元線強調処理を用いたthin-sectionCT画像からの肺葉間裂抽出アルゴリズム"電子情報通信学会論文誌D-II. J83-DII・1. 175-182 (2000)
• [文献書誌] 戸崎哲也,河田佳樹,仁木登,大松広伸: "胸部3次元CT像による肺野内臓器の抽出と分類"電子情報通信学会論文誌D-II. J82-DII・8. 1327-1338 (1999)
• [文献書誌] H.Nagashino,M.Kataoka and Y.Kinouchi: "A Coupled Neural Oscillator Model for Recruitment and Annihilation of the Degrees of Freedom of Oscillatory Movements"Neurocomputing. 26. 455-462 (1999)