徳島大学の研究特集

【終了】近赤外分光法を用いた人工知能による意思・欲求検出による意思伝達システム構築のための基盤技術の開発

研究期間 2019/4/1 - 2022/3/31
研究課題名 【終了】近赤外分光法を用いた人工知能による意思・欲求検出による意思伝達システム構築のための基盤技術の開発
カテゴリー 全てのクラスター研究クラスター一覧医学終了した研究クラスター保健工学電気電子情報
SDGs 3.保健
応募課題
クラスター長氏名 伊藤 伸一(大学院社会産業理工学研究部、理工学域、講師)
所属する研究者氏名 伊藤 伸一(徳島大学大学院社会産業理工学研究部 講師 生体信号処理)
福見 稔(徳島大学大学院社会産業理工学研究部 教授 ソフトコンピューティング・ヒューマンセンシング)
森 健治(徳島大学大学院医歯薬学研究部子どもの保健 看護学分野 教授 小児神経学(発達障害、心身症))
榎本 崇宏(徳島大学大学院社会産業理工学研究部 講師 生体医工学)
伊藤 桃代(徳島大学大学院社会産業理工学研究部 講師 工学)
森 慶子(徳島大学 専門研究員および徳島大学医学部保健学科 非常勤講師)
高岩 昌弘(大学院医歯薬学研究部、理工学域、教授)
横田 雅司(大学院先端技術科学教育部、博士後期課程)
研究概要

頭皮上から観測される脳活動を計測し,ヒトの意思・欲求を解読するBrain Computer Interface(BCI)を応用した新たな意思伝達システム(Communicator Based on BCI: CBBCI)構築のための基盤技術の確立を目指す.提案するCBBCIは,ヒトの意思・欲求そのものを解読し,解読結果を提示する仕組みを取る.そのため,CBBCIの操作方法を覚える必要が無く,CBBCIを使いこなすための特別な訓練をする必要も無い.CBBCIの構築に当たり,意思・欲求を検出可能な計測箇所の特定,意思を意味する信号の抽出,が必須となる.しかしながら,意思の違い(音楽療法における聴取音楽に対する「聴きたい」という欲求、質問に対する回答「Yes」「No」など)を血流変化で捕らえることが困難である.

 意思・欲求に関連する脳活動部位を特定するために,近赤外脳機能計測法(Functional Near-Infrared Spectroscopy: fNIRS)を用いる.fNIRSは脳組織内の血流変化を計測ことができ,活動している脳活動部位の特定が可能となる.次に,人工知能の技術を用いて意思・欲求に関連する信号の抽出を試みる.最後に,人工知能の技術を用いて,ヒトの欲求(聴取音楽に対する「聴きたい・聴き続けたい」という欲求)およびヒトの意思(質問に対する返答(YesNo))を検出する.

研究概要図


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研究者の役割分担 伊藤伸一:研究総括、意思伝達システム構築のための基盤技術の開発
福見稔:人工知能アルゴリズムの開発
森健治:NIRS測定、NIRSデータの解析
榎本崇宏:生体医工学分野からの評価解析
伊藤桃代:データマイニング、評価
森慶子:NIRS測定、計測トレーニング
高岩昌弘:パワーアシスト装置の意思伝達システムの評価
横田雅司:パワーアシスト装置における意思伝達システムの構築
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