2015 Fiscal Year Research-status Report
感性BMI (Brain-Machine Interface) に関する研究
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26330317
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
武田 昌一 東京都市大学, 工学部, 客員教授 (10245293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桐生 昭吾 東京都市大学, 工学部, 教授 (00356908)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 感性BMI / 近赤外分光法イメージング装置 / 感情 / 脳の情報処理 / 音楽 / 画像 / 小倉百人一首 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.音声合成分野：感情音声認知の研究のうちfNIRS（脳情報計測装置）データの感情ごとの特徴を解析しBMI制御のための基礎データを得る研究では，感情を誘発するビデオ視聴時の脳情報 oxyHb（酸素化ヘモグロビン濃度）を計測した。その結果「悲しみ」，「怒り」等のネガティブな感情が高まったときにoxyHbが増大することがわかった。関連発表1件。
2.音楽・視覚認知分野：(1)音楽聴取時と音楽イメージ形成時の脳活動についての研究では，音楽に合った画像を選定するプロセスモデルを提案し，システムのプロトタイプ制作に取りかかった。関連発表4件。(2)音楽と視覚刺激の同期，視覚刺激の運動パターンの違いの影響についての研究では，問題点（刺激の再現性や妥当性）について検討を行った結果，その解決には新たな刺激作成が必要であることが明らかになった。(3)音楽と言語に共通するリズム単位の検証とリズムの同調の研究では，フットの音響的検出について，音素境界を同定することによってモーラ長を推定する方法で試みてきた。引き続き検討中。
3.究極の精神的・肉体的活動時の脳の反応 －小倉百人一首競技かるたを例として－：和歌の読みの認識と札を取るまでの時間の精密測定の研究では，これまでに得られたデータを洗練し，電子情報通信学会向け論文としてまとめた（掲載予定）。関連発表1件。
4.新型感性コミュニケーション方法の開発：脳・神経系の拡張情報理論に基づく障害者対象代替コミュニケーション方法の基礎研究では，拡張情報理論に於ける情報システム構造の研究が進み，ファジィ概念及び分布特性を持つシステムモデルの構成と関連定理を導出した。関連発表10件（４件；掲載済，３件；学会誌掲載予定，３件；学会発表）。
そのほかの研究テーマについては研究継続中あるいは論文執筆中。以上得られた結果は感性BMIを実現する基礎的知見として重要と考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
成果が得られているテーマとあまり進展していないテーマと二極化している。全体として「やや遅れている。」と評価した理由は，下記の点で成果が出ている反面，あまり進展していないテーマも少なくないからである。進展していない主要な理由は，新たに問題点が見えてきたり，解析が難航したり，当初の予想以上に困難に直面しているためである。
1.音声合成分野：感情音声認知の研究のうち，fNIRSデータの感情ごとの特徴を解析し，BMI制御のための基礎データを得る研究では，感情を誘発するビデオ視聴時の脳情報 oxyHb計測で成果が得られている。
2.音楽・視覚認知分野：音楽聴取時と音楽イメージ形成時の脳活動についての研究では， fNIRSと脳波測定・解析結果に基づき音楽を聴き画像を探索・選定するプロセスモデルを提案し，システムのプロトタイプ制作に取りかかりはじめたことで，一応の成果が見られる。
3.究極の精神的・肉体的活動時の脳の反応 －小倉百人一首競技かるたを例として－：和歌の読みの認識の研究で成果がまとまり，論文として掲載されることが決定した。
4.新型感性コミュニケーション方法の開発：脳・神経系の拡張情報理論に基づく障害者対象代替コミュニケーション方法の基礎研究では，拡張情報理論に於ける情報システム構造の研究が進み，数多くの成果を発表できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究推進方策として，当初研究を組織的に連携して行っていくために，中間報告会や研究連絡会などを開催して研究者同士の交流・連携を深めようとしたが，研究者が全員集合できる日時の設定が殆ど不可能で実現できなかった。今後も全員集合は困難と考えられるので，今後はテーマごとに個別に連携を取っていきたい。
研究計画の変更
(1)最終年度までには研究を収束させるために，感性BMIの実現をデモンストレーションできる形のテーマに最重点を置くように研究計画を変更したい。すなわち，ウェアラブル光トポ装置を装着して実時間で脳情報を得てその結果をコンピュータに反映させるようなデモシステムの構築を目指したい。(2)初年度に予定していた論文化が2年度目でも進展していないテーマがある。しかしほぼまとまっている論文もあるので，3年度目には殆どのテーマで論文化できるように計画変更し，鋭意努力していきたい。
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| Causes of Carryover |
初年度の前倒し請求により2年度以降使用額が減額になったが，3, 4年度は成果発表のために極力予算を手厚く配分したい。そのために，2年度目は支出を抑えて3年度目に回すことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
できる限り，成果発表のために必要な旅費，参加費，論文掲載費に回すと共に，被験者謝金にも手厚く割り当てる。
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| Remarks |
研究代表者が所属する知覚システム工学研究室（桐生研究室）のホームページは下記の通りである。
http://www.bme.tcu.ac.jp/lab/03/kiryu/OnkyoStart.html
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