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研究紹介


研究室研究機器一覧(2009年4月より整備)


人間情報工学・ヒトを対象とする研究
プログラム言語

 当研究室では,主に以下のプログラム言語を使用して研究や勉強会を行っています.

  MATLAB and Simulink (当研究室では必須)
  C言語
  python
  その他



看護学分野への応用研究

 2017年度より,生体情報の分析に基づく看護学分野への応用研究に着手しました.他大学の看護学科の学生・教員とも連携して,前向きに活発に研究を進めます.



生体・医療ビッグデータ分析

 2017年度より,大量の生体データを収集する研究を計画します.体制が整い次第,研究を開始します.得られた生体ビッグデータ,医療ビッグデータをAI(人工知能)などによって分析する研究を推進し,従来にない新しいアプリケーションを創出したり,必要な提言を行うことを目指します.IoT(Internet of Things)分野への参入も検討します.



脳波インタフェース

 本研究室では,ヒューマンインタフェースの中でも,脳活動のみで機械を操作する脳波インタフェース技術の普及可能性について見極めるために研究をしています.ユーザの身体に負担のない非侵襲の脳波計測に焦点を当て,例えば,バーチャルリアリティ技術を利用した没入型映像提示環境にBMIを実装し,両眼立体映像を見ながら,仮想空間のリアルタイム移動を実現しています.C.Cruz-Neiraらによって開発されたCAVE型の没入型仮想空間を利用したBMI研究は,唐山により国内初の研究として実現されました.このような技術は,将来的に車椅子などの実機械の制御にも応用が可能と考えられます.なお,実現可能性がないと判断された場合には,あらたな研究分野を開拓します.

 ここで用いる脳波は,安静時の事象関連電位や定常視覚誘発電位などです.脳波インタフェースでは,脳波以外の筋肉などから発生するノイズ(例えば,筋電)が性能を劣化させたり,そもそも脳波と筋電を混同して処理されたりすることもあり,よろしくありません.当研究室では,可能な限りノイズ除去をしながら慎重に研究を進めます.一般に低価格で市販される脳波インタフェースのソフトウェアについては,科学的根拠が極めて曖昧と考えられるため,本研究室ではそのような計測システムや解析手法は信用せず,用いません.



集団脳波計測

 複数人の脳波を同時に計測・処理する技術の開発を行い,この技術を利用した新しい応用の可能性を提唱していきます.集団の脳波を解析する技術を用いると,集団の注意を惹起する事象の抽出が高精度に可能であることが分かっています.将来的には,一連の計測と解析の技術を,社会心理学(Social Psychology)やマーケティングなどへ応用することを目指しています.現在,8名の脳波を同時計測可能なシステムを有しており,さらにシステムの拡張と研究の発展を行っていく計画です.


精密脳情報解読

 脳情報を計測する手段の中で,脳波計測には明らかに限界があります.脳波計測では,空間分解能が低いという問題があります.2014年から,本研究室では高知工科大学と共同で,精密な脳スキャンの実験を開始し,脳情報解読の基盤となる技術について研究を行っています.ここで,脳情報は最新のfMRI装置を使用して記録されます.脳をスキャンし,得られたデータを解読する情報処理技術,処理された結果をユーザにフィードバックする技術等について研究を進め,ヒトの役に立つアプリケーションを開発することを目指します.


心理学研究 身体性・自己所有感

 ある一定条件を満たすと,オモチャのゴムの手(ラバーハンド)を自分の手と認識する錯覚が生起します.このような「ラバーハンド錯覚」などの心理学研究も行っています.錯覚研究からの知見を,バーチャルリアリティ分野に応用することを目指しています.現在,ラバーハンド錯覚生起時の触知覚について研究を進めています.さらに,近年は体外離脱感覚を生起させるような研究もあり,今後は,バーチャルリアリティ技術を取り入れた,身体性や自己所有感に関する研究を推進していく計画です.


VR , モーションキャプチャ

 また,人間の全身動作を精密に計測するためのフルボディ・モーションキャプチャシステムを独自に保有しています.これにより,アニメーションの作成をするなど,リアルで臨場感の高い人物動作を含むコンテンツを制作することができます.また,その他にも,ヒト運動の精密計測や,ロボットの精密位置計測などに利用可能です.

 その他にも,臨場感の高い立体映像を観察可能な Oculus Rift などのヘッドマウントディスプレイも有しており,コンピュータグラフィクス開発環境において自作したコンテンツを用いたバーチャルリアリティに関する研究も可能です.


遠隔生体計測

 現在,呼吸や心拍などの生体計測を遠隔で行う技術の開発に着手しています.ここでは,信号処理の知識が必須で,最新の技術を学ぶことができます.


筋電インタフェース

 筋肉の収縮時に観測される生体信号である「皮膚表面筋電位」を利用したインタフェースの開発も行っています.従来のジョイスティックなどに代わる新しいインタフェース技術として研究を進めています.皮膚表面筋電位は,脳波などに比べると数桁も大きな信号が得られることなどから,比較的単純なアルゴリズムで性能のよいインタフェースを実現することができます.例えば,コンピュータカーソルやコンピュータグラフィクス,ロボットの実時間操作も可能です.複雑な手の形状を,筋電信号のみから推定することもできます.

筋電インタフェースによる仮想物体の3次元位置制御(東京大学設備 2006)



脳波個人識別

 脳波で個人を識別する技術について研究しています.特に,事象関連電位を用いた脳波個人識別は国内でも他には研究されていませんが,技術的には課題が多い先端的研究課題です.

動物を対象とする研究
動物の生体計測

 動物の生体計測も実施しています.半分は唐山の趣味で,半分はまじめに,イヌの脳波を計測したり,イヌの行動パターンを加速度センサを用いて分析したりしています.

センサを装着したイヌの様子 (協力:坂井ドッグスクール・富山県)

ポメラニアン「イクラ」の生体計測 (協力:富山国際ペットビジネス学院・富山県)




 本研究室では,新しい,面白い,時には変な?研究やアプリケーションの開発を企画しており,論文や新聞などで順次成果の発表・掲載を行っていきます.生体計測やその解析には高度な技術が多く必要とされます.1年程度で容易に習得できるものではありません.配属される学生には,特に大学院に進学し,少なくとも3年間以上を研究に没頭することを期待しています.そのような学生は社会に出てからも十分に活躍できることを約束します.