International joint study on human brain model of tactile sensing and application to intelligent robot hand

触觉传感人脑模型及其在智能机器人手上的应用国际联合研究

• 批准号: 19KK0099
• 负责人: 呉 景龍
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0099/
• 关键词: 触覚認知脳機能; EEG; fMRI; 認知心理学; 運動予測; 触覚予測; 知覚運動神経回路; ワーキングメモリ; somatosensory cortex; dot-surface matching; tactile stimulus; temporal structure; 認知症; 脳波; fMRI; 脳波

医療福祉機器の製作や高質感製品の創造において、手触りだけで形や質感を感知できるロボットハンド技術は、21世紀の高齢化社会や製品の高品質化を強く求めている。しかし、手の医療福祉行為や触覚品質の評価は医師、職人の経験や主観的な手触り感覚の判断に依存しており、形状、質感を感知できるロボット技術は確立されていない。本国際共同研究では、代表及び分担者らは、これまで米国衛生研究所（NIH）と中国北京理工大学（BIT）の共同研究で得られた触覚脳機能とアンドロイドの成果をさらに発展させ、触覚知覚脳内モデルを構築し、形状、質感を知覚できるスマートロボットハンドへの適用を模索している。本年度の研究内容は、脳解剖学の研究成果を参照して機能的磁気共鳴画像（fMRI）実験とそのデータ解析を用いて触覚感知脳内モデルを構築することである。今年度の研究は主に北京理工大学と共同で実施してきた。まず、独自製作の高空間分解能と高精度の触覚実験装置を用いて、掌の平面の各部位を、触覚fMRI実験専用デバイスを用いた時空間ダブル循環方式で刺激して、脳内の触覚皮質平面における脳活動信号（fMRI脳画像）を計測する。次に、取得したfMRI脳画像と脳解剖学の知見を統合するアプローチを用いて、手の部位から脳内活動部位への変換過程を解析する。最後に、二重非線形補正等の脳画像補正などの解析方法を用いて触覚感知の脳内モデルを確定する。研究成果は英語誌論文5件を国際誌に掲載され、国内外学会6件を発表した。

Medical well-being machine production and high-quality product creation, hand touch, shape, texture, perception, technology, high-tech society in the 21st century, high-quality products, strong demand The evaluation of the medical well-being behavior and touch quality of the hand is based on the judgment of the doctor, the professional and the master, the shape and texture, and the technology. This international joint study by the National Institute of Health (NIH) and Beijing Institute of Technology (BIT) has resulted in the development of touch function and application models for touch detection, shape and texture. The research content of this year is based on the research results of human anatomy and the use of functional magnetic resonance imaging (fMRI) and human data analysis to build a tactile and sensory interior. This year's research was jointly conducted by Beijing Institute of Technology. The high spatial resolution and high precision touch control device produced by the company is used in various parts of the palm plane, and the touch fMRI control device is used in the time-space circulation mode to stimulate the touch control signal (fMRI image) in the touch cortex plane. Next, obtain fMRI images and analyze anatomical changes in the body. Finally, the analysis method of image correction such as double non-linear correction is used to determine the internal image of touch sensing. 5 papers published in English journals and 6 papers published in Chinese and foreign journals

项目成果

Abnormal brain network entropy of resting state fMRI in schizophrenia

精神分裂症静息态功能磁共振成像脑网络熵异常

• 发表时间: 2022
• 作者: Wang Wu;Yang Jiajia;Yu Yinghua;Wu Qiong;Yu Jiabin;Takahashi Satoshi;Ejima Yoshimichi;Wu Jinglong;ZHANG Nan
• 通讯作者: ZHANG Nan

Frequency ratio determines discrimination of concentric radial frequency patterns in the peripheral visual field

频率比决定周边视野中同心径向频率图案的辨别力

• DOI: 10.3758/s13414-020-02001-6
• 发表时间: 2020
• 期刊: Attention, Perception, & Psychophysics
• 作者: Feng Yang;Wu Qiong;Yang Jiajia;Takahashi Satoshi;Ejima Yoshimichi;Wu Jinglong;Zhang Ming
• 通讯作者: Zhang Ming

Stroking hardness changes the perception of affective touch pleasantness across different skin sites

抚摸硬度会改变不同皮肤部位的情感触觉愉悦感

• DOI: 10.1016/j.heliyon.2019.e02141
• 发表时间: 2019
• 期刊: Heliyon
• 影响因子: 4
• 作者: Jiabin Yu;Jiajia Yang ;Yinghua Yu;Qiong Wu;Yoshimichi Ejima;Jiajia Yang;Satoshi Takahashi;Jinglong Wu
• 通讯作者: Jinglong Wu

Research and Development of the Synchronization Device of fMRI Scanning Cycle and External Stimulus Presentation Equipment

fMRI扫描周期同步装置与外部刺激呈现装置的研制

• 发表时间: 2020
• 作者: Yulong Liu;Jiajia Yang;Qiong Wu;Hongtao Yu;Satoshi Takahashi;Yoshimichi Ejima;Jinglong Wu
• 通讯作者: Jinglong Wu

Visual Orientation Sequence Task enhances Working Memory in Younger and Older Adults

视觉定向序列任务可增强年轻人和老年人的工作记忆

• 发表时间: 2020
• 作者: Ting Guo;Yanna Ren;Yinghua Yu;Yiyang Yu;Seongyeol Yun;Qiong Wu;Jiajia Yang;Satoshi Takahashi;Yoshimichi Ejima;Jinglong Wu
• 通讯作者: Jinglong Wu