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2007 年度 実績報告書

生体信号で駆動されるSimulated Brainの運動機能学習獲得

研究課題

研究課題/領域番号 17200008
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

和田 安弘  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70293248)

研究分担者 大石 潔  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (40185187)
坪根 正  長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (50334694)
キーワード近赤外線分光法 / ブレイン・マシン・インターフェイ / 運動制御 / EEG / 事象関連電位
研究概要

平成19年度は以下の研究を主として実施した。
(1)非侵襲計測装置によって空間的・時間的に分離可能な運動の推定
複数の運動タスクをイメージすることによって活性化する脳活性部位を非侵襲計測装置である近赤外分光法(NIRS)によって計測し、空間的および時間的に分離・分類可能な運動タスクを同定する研究を継続した。第1段階としては、右手および左手の運動中における脳活動を計測し、右手・左手の2クラスに識別する手法について検討した。本手法は、計測したNIRS信号から測定チャンネルと特徴を抽出する時区間について特徴選択を行い、これをサポートベクターマシンの入力とすることで高い汎化性能を示した。次にイメージによる運動タスクの同定を行い、実際の運動の場合よりも劣るが、十分に高い識別性能を得た。
(2)EEGデータからタスク学習のための強化信号推定の試み
本研究は、階層的なBrain Computer Interfaceによって、単に脳波信号でヒト腕軌道をロボットアームが模倣することではなく、スプーンで食べ物を口に運ぶ、あるいは、コミュニケーションのための身振りが相手に認識してもらえる、といったようなタスクに成功するような運動をBCIによるロボットアームによって実現することである。BCIが、障害者のためのコミュニケーションツール等へ発展する可能性が高くなっているが、多種多様な環境・タスクで、個々の利用者がBCIによってタスクを正確に行なうためには、個々に応じた制御則の設計が必要となる.つまり、個々の選好・要求に応じた制御則の設計が必要である.本研究で、我々は外的な事象の認知や識別に関連して発生する脳波事象関連電位のP300成分が、BCIにおいて強化学習を適用する際の強化信号に代わる信号として利用できる可能性を示した。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] 仮想空間を利用した実空間のロボットのタスク学習2008

    • 著者名/発表者名
      坪根正、栗本健一、杉山晃一、和田安弘
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robot task learning based on reinforcement learning in virtual space2007

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Tsubone, Koichi Sugiyama, Yasuhiro Wada
    • 雑誌名

      Neural Information Processing-Letters and Reviews 11

      ページ: 165-174

    • 査読あり
  • [学会発表] 離散時間カオスシステムの未知定常状態の安定化制御2008

    • 著者名/発表者名
      坪根正, 栗本健一, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] 事象関連電位を適用した強化学習の可能性の検討2008

    • 著者名/発表者名
      山岸佑也, 坪根正, 和田安弘.
    • 学会等名
      第35回知能システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] 近赤外分光法を用いた動作肢の判別2008

    • 著者名/発表者名
      新出航, 坪根正, 和田安弘
    • 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
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] 動的カオス制御法に基づいた倒立振子の安定化2008

    • 著者名/発表者名
      栗本健一, 坪根正, 和田安弘
    • 学会等名
      第35回知能システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080300
  • [学会発表] Applicability to Reinforcement Signal of Event-Related Potential2008

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, Yuya, Tsubone, Tadashi, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      22nd SICE Symposium on Biological and Physiological Engineering
    • 発表場所
      Harbin, China
    • 年月日
      20080100
  • [学会発表] Task Learning Based on Reinforcement Learningin Virtual Environment2007

    • 著者名/発表者名
      Tsubone, Tadashi, Kurimoto, Kenichi, Sugiyama, Koichi, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      15th International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      20071100
  • [学会発表] Estimation of Force Motor Command to Control Robot by Nirs-Based Bci2007

    • 著者名/発表者名
      Tsubone, Tadashi, Tsutsui, Kiyotaka, Muroga, Takeo, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      15th International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      20071100
  • [学会発表] 仮想空間を用いた倒立伸子の強化学習制御の検討2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴伸, 坪根正, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] エラー電位を利用した強化学習システムの一考察2007

    • 著者名/発表者名
      佐藤貴伸, 野本和宏, 栗本健一, 山岸佑也, 坪根正, 和田安弘
    • 学会等名
      電気学会電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      大阪府堺市
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] 事象関連電位の強化信号への適用に関する一考察2007

    • 著者名/発表者名
      山岸佑也, 坪根正, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] 動的カオス制御に基づいたロボット制御の一考察2007

    • 著者名/発表者名
      栗本健一, 正, 坪根, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] ウェーブレット変換を利用した事象関連電位の検出2007

    • 著者名/発表者名
      野本和宏, 坪根正, 和田安弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20070900
  • [学会発表] Estimation of force motor command for NIRS-based BMI2007

    • 著者名/発表者名
      Tsubone, Tadashi, Tsutsui, Kiyoka, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      20070800
  • [学会発表] Application to Robot Control Using Brain Function Measurement by near-Infrared Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Tsubone, Tadashi, Muroga, Takeo, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      29th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Lyon, France)
    • 年月日
      20070800
  • [学会発表] Reconstruction of Temporal Movement from Single-Trial Non-Invasive Brain Activity: A Hierarchical Bayesian Method2007

    • 著者名/発表者名
      Toda, Akihiro, Imamizu, Hiroshi, Sato, Masa-Aki, Wada, Yasuhiro, Kawato, Mitsuo
    • 学会等名
      15th International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      Kitakyushu, Japan
    • 年月日
      20070800
  • [学会発表] A Dynamic Controller with Instantaneous State Setting Method for Chaotic Systems2007

    • 著者名/発表者名
      Tsubone, Tadashi, Wada, Yasuhiro
    • 学会等名
      15th IEEE International Workshop on Nonlinear Dynamics of Electronic Systems
    • 発表場所
      Tokushima, Japan.
    • 年月日
      20070700
  • [学会発表] 仮想環境内学習システムを用いた実空間のロボットのタスク学習.2007

    • 著者名/発表者名
      栗本健一, 杉山晃一, 坪根正, 和田安弘.
    • 学会等名
      回路とシステム軽井沢ワークショップ.
    • 発表場所
      軽井沢
    • 年月日
      20070400
  • [学会発表] Consideration of Human Isochrony from a Computational Motor Theory2007

    • 著者名/発表者名
      Wada, Yasuhiro, Saito, Hisashi, Tsubone, Tadashi
    • 学会等名
      Progress in Motor Control VI
    • 発表場所
      Sao Paulo, Brasil
    • 年月日
      2007-08-11
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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