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2014 年度 実績報告書

光電融合型ブレインアフェクティブインターフェースの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25540121
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

中川 匡弘  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60155687)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード脳波 / NIRS / カオス / フラクタル / スマートセンシング / 感性計測 / アフェクティブ / インターフェース
研究実績の概要

初年度は, 多チャンネルヘモダイダイナミクスのカオス・フラクタル性の高精度な抽出技術の確立,ならびに,多チャンネルデータの収集装置とヒトの感性に係る脳活性部位と発生メカニズム解明のための可搬型(総重量:1kg以下)の光電融合型感性・意思情報計測システムの開発を主たる目的として研究を進めた.まず,22Chの近赤外分光計測(現有設備:(株)日立製作所HOT-121B)と12Chの小型脳波計測装置で光電融合型アフェクティブインターフェースを構築した.さらに,全頭型近赤外分光装置(で光学的に補完的計測を実施することにより,高次感性(深い感性)ならびに,意思情報(例えば,車椅子の方向制御)の計測精度補償を行い90%以上の高い識別率を実現した.
初年度の研究成果を踏まえて,特に,喜怒哀楽といった感性(感情)に加えて,“心地よさ”や“つややかさ”,驚き,軽蔑,恐怖感,ストレス等の高次の心理状態に係る感性解析を行い,先述の脳波(EEG)と近赤外分光手法(NIRS)の統合システムを構築する.本研究課題で提案する光電融合型アフェクティブロボット制御技術は,未来のBCI技術において不可欠であるだけはなく,高齢化・福祉社会支援の観点から身体障害者の生活支援機器として渇望されている.また,近赤外分光計測による,酸化・還元ヘモグロビン濃度の揺らぎがカオス性を有しており,被験者に課せられたタスクに応じて,そのカオス強度の指標である,リアプノフ指数を変化させるというこれまでの我々の知見を活用し,光電融合型ブレインアフェクティブインターフェースを実現するものである.さらに,処理速度の向上を目指し,カオスニューロンのハードウエア化並びにHDLによる高速制御を実現し,リアルタイム計測を可能とすることに成功した.

備考

新聞記事(読売新聞2014_08_05,日経新聞2014_08_09,新潟日報2014_08_31,朝日新聞H26_10_31)にて研修成果の一部が掲載

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 心拍変動と心電図のカオス解析に基づいた感性状態分類2014

    • 著者名/発表者名
      大橋正,神保直樹, 篠崎亮,中川匡弘
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: 97-A ページ: .538-552

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳波のフラクタル解析による咀嚼効果の評価2014

    • 著者名/発表者名
      中川匡弘
    • 雑誌名

      官能評価用ノウハウ・感覚の定量化・数値化手法(技術情報協会)

      巻: 1 ページ: 304-309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳波のフラクタル解析に基づいた感性製品開発2014

    • 著者名/発表者名
      中川匡弘
    • 雑誌名

      消費者インサイト(感情)を見つけ出し活用する方法(技術情報協会)

      巻: 2 ページ: 75-89

    • 査読あり
  • [学会発表] 脳波のフラクタル解析に基づいた飲料の感性評価法2015

    • 著者名/発表者名
      高橋広樹、多田周作、ウォンキンイン、中川匡弘 他
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-29
  • [学会発表] 脳波解析に基づいた超可聴音源の感性計測2015

    • 著者名/発表者名
      佐久間平輝、中川匡弘
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2015-03-28 – 2015-03-29
  • [学会発表] 脳波のフラクタル性に基づいたひらめき検出2014

    • 著者名/発表者名
      町田幸平,中川匡弘
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-07
  • [学会発表] 前腕の筋電のフラクタル次元と感性計測による疲労感に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      清水健市,中川匡弘
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-07
  • [学会発表] ガム咀嚼による集中への効果について2014

    • 著者名/発表者名
      佐久間平輝,中川匡弘
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-07
  • [学会発表] 可聴帯域を超えた聴覚刺激に対する感性計測2014

    • 著者名/発表者名
      佐久間平輝,中川匡弘
    • 学会等名
      日本感性工学会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-07
  • [備考] ストリーミング配信

    • URL

      http://streaming.nagaokaut.ac.jp/index.html

  • [備考] カオス・フラクタル情報数理工学研究室

    • URL

      http://pelican.nagaokaut.ac.jp

  • [産業財産権] 洞察力発揮状態判定装置及び洞察力発揮状態判定方法2014

    • 発明者名
      中川匡弘他
    • 権利者名
      中川匡弘他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-102395
    • 出願年月日
      2014-05-16

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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