自律走行車いすをより自由に制御できるBMI操作画面に関する研究

BMI操作屏研究，让自主轮椅控制更自由

基本信息

批准号：
21K11207
负责人：
大西章也
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kagawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K11207/
关键词：
BMI P300 電動車いす自律走行脳波 BCI 車椅子

项目摘要

ブレイン・マシン・インタフェース(BMI)は脳波により機器を制御するインタフェースである．BMIを用いて電動車いすを制御した事例は数多いが，それら実験は命令数が実験を通して一定であり，制御命令とBMI操作画面が一対一で対応付けられてきた．しかし，実際の生活場面では電動車いすのみを制御する場面はほとんどなく，移動した先の物に対して働きかけるなどする必要がある．そのような場合，先行研究のように命令とBMI操作画面を一対一に対応付けるだけでは不十分であり，周囲の機器などの状況に応じて最適なBMI操作画面を提供するのがよいと考える．本研究では自律走行ロボットが移動し，周囲の機器などから自動的にBMI操作画面を生成するシステムを開発し，評価することを目的とした．初年度は小型のロボットであるラズベリーパイマウスV3とライトローバーで自律走行ロボットの試作を行った．また電動車いすを購入し，自律走行制御を可能とするシステムを開発した．本年度は移動した先の物を制御するための小型無線制御装置を複数台開発した．さらにそれらの状態を読み取りランドマークマップを用いて画面を自動生成するシステムを開発した．また，中学生向けの公開講座を開催し，脳波計の取り付け方や，計測した脳波を使ったプログラミングなどを行った．さらに本研究に関する研究成果を発表した．本研究と関連して，脳波で日本語フレーズ入力を行う装置の開発や，刺激提示に用いる動物画像についての検討を行った．

脑机接口（BMI）是一种利用脑电波控制设备的接口。使用BMI控制电动轮椅的例子有很多，但在这些实验中，整个实验过程中命令的数量保持不变，并且控制命令和BMI操作屏幕之间存在一一对应的关系。然而，在现实生活中，几乎没有只控制电动轮椅的情况，需要作用于被移动的物体。在这种情况下，像之前的研究那样在命令和BMI操作屏幕之间建立一一对应是不够的，我们认为最好根据周围设备等情况提供最佳的BMI操作屏幕。本研究的目的是开发和评估一个系统，其中自主机器人移动并从周围设备自动生成 BMI 操作屏幕。第一年，我们使用小型机器人 Raspberry Pi Mouse V3 和轻型漫游车制作了一个自主机器人原型。我们还购买了电动轮椅并开发了能够实现自动驾驶控制的系统。今年，我们开发了多个小型无线控制设备来控制我们移动的物体。此外，我们开发了一个系统，可以读取这些条件并使用地标地图自动生成屏幕。我们还为初中生举办了公开讲座，内容包括如何安装脑电图仪以及如何利用测量到的脑电波进行编程等。此外，我们还介绍了与这项研究相关的研究结果。结合这项研究，我们开发了一种使用脑电波输入日语短语的设备，并研究了用于刺激呈现的动物图像。