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2023 年度 実績報告書

脳情報インタフェースの精度向上に向けた多次元脳活動データ拡張の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H03480
配分区分補助金
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

南部 功夫  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (40553235)

研究分担者 横山 寛  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 特任助教 (10829823)
アンドラデエドアルド カラベス  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (30825013)
佐藤 貴紀  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (60840759)
和田 安弘  長岡技術科学大学, 工学研究科, 理事・副学長 (70293248)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード脳 / BCI / 転移学習
研究実績の概要

本研究では、脳情報インターフェースの精度向上のため、以下の検討を行った。
(1)脳波と筋活動の変換
脳波と筋活動の同時計測データを用いて、それぞれのデータから別のデータを変換により生成する手法の検討を行った。特に、運動想起時の脳波から生成することを試みた。その結果、
(2)アンサンブル学習を用いた識別器
他の被験者のデータを使って補い、データ数を向上させることが転移学習の一つとして考えられるが、その場合には被験者の違いによって精度が悪化する可能性がある。そこで、アンサンブル学習に基づき、トレーニング時の被験者のモデルの出力からクラスの重みを決定する手法を提案し、精度が向上することを確認した。
(3)脳情報インターフェースの解析を行う場合には、課題そのものではなく教示中の視覚刺激による影響があり、精度の比較に問題が生じる場合がある。今回、視覚刺激時のデータを含む場合と含まない場合で精度の比較を行い、視覚刺激の影響で精度が誤って評価される可能性を示した。

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

転移学習のためのアンサンブル学習のアルゴリズムや、データ変換など、当初の予定通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後、データ拡張、データ生成、転移学習を組み合わせた手法や、異なるモダリティ間のデータ変換も検討を行う。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

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

  • [雑誌論文] Effects of Data Including Visual Presentation and Rest Time on Classification of Motor Imagery of Using Brain-Computer Interface Competition Datasets2023

    • 著者名/発表者名
      Suemitsu Kento、Nambu Isao
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 59542~59557

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3285236

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Comparative Study of Ensemble Learning Methods for Improving Cross-Subject Classification of Motor Imagery in EEG-Based Brain-Computer Interfaces2023

    • 著者名/発表者名
      Quang Lam Dinh Pham, Isao Nambu
    • 学会等名
      ISEE2023
    • 国際学会
  • [学会発表] An Ensemble Learning Approach for Cross-subject Classification in Motor Imagery2023

    • 著者名/発表者名
      Quang Lam Dinh Pham, Isao Nambu
    • 学会等名
      IEEE EMBC2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 運動想起脳波における視覚提示時間を含む学習データは分類性能を過剰に評価する2023

    • 著者名/発表者名
      末満堅人 南部功夫.
    • 学会等名
      電子情報通信学会信越支部大会

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公開日: 2024-12-25  

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