環境情報を考慮した電動車椅子制御のための随意性瞬目検出手法とその応用

考虑环境信息的自主眨眼检测方法及其在电动轮椅控制中的应用

基本信息

批准号：
13J05691
负责人：
中西正樹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、電動車椅子の行動制御に適したブレインコンピュータインタフェース（BCI）の実現を目的とした。前年度までの研究では、瞬目時に生じる眼電図の変化を特徴量として意図的に行う瞬目を検出し、電動車椅子への前進・右折・左折の入力に応用することに成功した。しかしながら、瞬目により特徴付けられる眼電図変化の種類は少なく、後退や斜め方向への移動などを実現することは出来なかった。本年度はこの問題を解決するために、脳波を用いたBCIにより検出可能な視線方向を用い、電動車椅子の制御へ応用することを目的とした。本研究では、光刺激を注視した際に生じる視覚誘発電位（SSVEP）という脳波特徴を用いた。従来のSSVEP型BCIでは、PCモニタ上に異なる周波数で点滅する複数の光刺激を表示し、誘発されたSSVEPを解析することでユーザが注視している光刺激を特定し、視線方向を特定することができた。SSVEP型BCIでは周波数の種類を増やすことで、視覚刺激の数（すなわち、制御コマンドの数）を増やす事ができる。しかしながら、周波数の種類の増加に伴い、注視刺激の特定精度が低下することが問題とされてきた。この問題を解決するために、（1）周波数に加えて位相情報を用いることで各刺激が持つ情報量を増加させ、（2）誘発されたSSVEPから注視刺激を特定する適切な手法を提案した。これら二つの解決策により、多数の制御コマンドから一つを高精度に入力可能なBCIシステムの実現可能性を示した。さらに、オンラインBCIシステムを構築し、リアルタイム視線追跡が可能であることを示した。

该研究主题旨在实现适合控制电动轮椅行为的大脑计算机接口（BCI）。直到上一年的研究一直成功地检测眼睛，使用闪烁，特征时发生的电 - 眼睛眼睛的变化故意眨眼，并将其应用于向前，右转和左转到电动轮椅上。但是，以眼睛眨眼为特征的电 - 眼变化几乎没有类型，并且无法实现缩回或对角线运动。为了解决这个问题，今年的目的是使用BCI使用EEG检测到的凝视方向，并将其应用于电动轮椅的控制。在这项研究中，我们使用了一个称为视觉诱发电位（SSVEP）的EEG功能，该功能在密切监测光刺激时发生。在常规的SSVEP型BCI中，在PC监视器上显示了以不同频率闪烁的多个光刺激，并且通过分析诱导的SSVEP，可以识别用户密切注意的光刺激，并确定凝视的方向。使用SSVEP型BCI，通过增加频率类型，可以增加视觉刺激的数量（即控制命令的数量）。但是，随着频率类型的增加，凝视刺激的准确性降低已成为一个问题。为了解决这个问题，我们提出了一种适当的技术，用于（1）除了使用频率外，还使用相信息增加了每个刺激的信息量，以及（2）从诱导的SSVEP中识别凝视刺激。这两种解决方案证明了BCI系统的可行性，该系统可以从大量的控制命令中以高精度输入一个解决方案。此外，构建了一个在线BCI系统，以证明实时凝视跟踪是可能的。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

周期的符号変調刺激により誘発された視覚誘発電位の解析

周期码调制刺激诱发的视觉诱发电位分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
中西正樹;満倉靖恵
通讯作者：
満倉靖恵

Driving Control of a Powered Wheelchair by Voluntary Eye Blinking and with Environmental Recognition

通过自主眨眼和环境识别对电动轮椅进行驾驶控制

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kyohei Okugawa;Masaki Nakanishi;Yasue Mitsukura;Masaki Takanashi
通讯作者：
Masaki Takanashi

Voluntary Eye Blink Detection Using Electrooculogram for Controlling Powered Wheelchairs Considering Environmental Information

考虑环境信息，使用眼电图进行自愿眨眼检测来控制电动轮椅

DOI：
10.1541/ieejeiss.133.1969
发表时间：
2013
期刊：
IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems
影响因子：
0
作者：
中西正樹;奥川恭平;高橋正樹;満倉靖恵
通讯作者：
満倉靖恵

Enhancing Detection of Steady-State Visual Evoked Potentials Using Individual Training Data

DOI：
10.1109/embc.2014.6944263
发表时间：
2014-01-01
期刊：
2014 36TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)
影响因子：
0
作者：
Wang, Yijun;Nakanishi, Masaki;Jung, Tzyy-Ping
通讯作者：
Jung, Tzyy-Ping

Enhancing Unsupervised Canonical Correlation Analysis-Based Frequency Detection of SSVEPs by Incorporating Background EEG

DOI：
10.1109/embc.2014.6944267
发表时间：
2014-01-01
期刊：
2014 36TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)
影响因子：
0
作者：
Nakanishi, Masaki;Wang, Yijun;Jung, Tzyy-Ping
通讯作者：
Jung, Tzyy-Ping