| 研究課題/領域番号 |
17K12767
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
曽 智 広島大学, 工学研究科, 助教 (80724351)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 感性情報学 / 感性計測評価 / 匂い / 生体信号 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，匂い刺激に対して主観評価アンケートから得られる感性指標が予測可能な人工官能検査アルゴリズムの構築を目指して，脳科学分野において発展した脳活動の非侵襲計測技術（fMRI）や心理学的実験手法に，これまで応募者が構築した各種嗅覚系モデルと生体信号計測評価技術を駆使して，以下4項目を達成目標とする．１）匂い刺激に対する自律神経活動と感性指標の関係を明らかにする．２）匂い刺激が誘起する脳活動と感性指標の関係を明らかにする．３）脳活動―自律神経活動―感性指標の関係を説明可能な数理モデルを構築する．４）匂いの感性指標予測アルゴリズムを開発する
本年度は，①脳活動から匂い感覚の予測を試みる（目標４）とともに，②前年度に引き続き匂い提示実験による感性指標と自律神経活動の解析を行った（目標１・３）．
①単分子の匂いが誘起する嗅球の活動から匂い感覚データベース[Dravnieks, 1985]に収録された146種類の主観評価指標の予測を行った．まず，嗅球表面の活動パターンベクトルを構成する各要素と各主観評価指標との相関を求め，有意な相関が存在する要素を抽出した．そして，サポートベクトル回帰を用いて抽出した要素ベクトルを主観評価指標空間に写像する関数を求め，Leave-one-out 交差検証を用いて主観評価指標の予測精度を評価した．その結果，近年報告された分子記述子を用いる手法[Keller et al. Science, 2017]と同等の精度が得られた．以上より，脳活動から匂い感覚を予測可能であることが分かった．
②昨年度構築した匂い提示装置を用いて，匂い刺激に対する主観評価を計測するとともに末梢血管剛性・粘性と心拍変動指標を求めた．末梢血管剛性と粘性のそれぞれについて低周波成分と高周波成分の最大値と最小値を抽出し，主観評価指標との関係を解析した結果，中程度の相関が認められた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究実績の概要で述べたように，自律神経活動計測により，末梢血管剛性と粘性を用いて匂いの主観評価を予測できることを示した．また，単分子の匂いが誘起する嗅球の活動から匂い感覚データベース[Dravnieks, 1985]に収録された146種類の主観評価指標の予測にある程度成功した．当初，平成30年度に予定していた脳活動と自律神経活動の同時計測には至らなかったが，自律神経活動と脳活動の応答から感性予測可能な数理モデルを構築するという課題は最終年度に行う予定である．以上のように計画全体としては予定通りに進展している．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は，fMRI内における匂い刺激実験プロトコルを策定し，脳活動と自律神経活動の同時計測を行い，脳活動と自律神経活動，そして感性指標の関係を多変量解析により明らかにするとともに，感性指標や自律神経活動に影響を及ぼす脳機能部位を特定する．また，これまでの解析より自律神経活動と感性指標の間に非線形性が認められるため，統計構造を内包したニューラルネットLog-linearized Gaussian Mixture Network (LLGMN) を用いて自律神経活動から感性指標の予測可能性について検討する．
そして，これまでの研究成果をまとめ，国際会議や学術論文にて報告する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
fMRI実験に先立ち必要な知見を得るため，既存データベースを用いたモデル構築を優先した．そのため，fMRI実験に関連する予算（機器購入や被験者への謝金）を次年度に繰り越すため．
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