Design and Improvement of Brain-Machine Interface Using Portable NIRS Device

使用便携式近红外光谱仪设计和改进脑机接口

• 批准号: 23560286
• 负责人: ITO Tomotaka
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560286/
• 关键词: ブレイン・マシン・インタフェース; ＮＩＲＳ; 脳情報; ロボット; 学習; 人間機械系; 思考識別; NIRS

In recent years, robotics and medical sciences have focused on a new input interface, "the brain-machine interface." If a practical BMI system is realized, it could have pioneering applications in various new fields, e.g., human-robot interaction and supportive care for persons with special needs. Therefore, we aimed to design a practical BMI system using a portable Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) device. In this research, we developed a LVQ-based cerebral state classifier for a portable NIRS device that enabled to classify cerebral blood flow patterns corresponding to several human mental imagery (e.g, mental commands given to a robot) and human emotions. Then, we discussed problems to utilize the NIRS-based BMI system in the daily environment and designed the improved LVQ-based classifier. In addition to that, we experimentally investigated the response of the cerebral blood flow against external visual stimuli.

近年来，机器人技术和医学科学都集中在一个新的输入接口，“脑机接口。“如果实现实用的BMI系统，它可能在各种新领域具有开创性的应用，例如，为有特殊需要的人提供人机互动和支持性护理。因此，我们的目的是设计一个实用的BMI系统使用便携式近红外光谱（NIRS）设备。在这项研究中，我们开发了一个基于LVQ的脑状态分类器的便携式近红外光谱仪，使分类脑血流模式对应于几个人类的心理意象（例如，给予机器人的心理命令）和人类的情绪。然后，我们讨论了在日常环境中使用基于近红外光谱的BMI系统的问题，并设计了改进的LVQ分类器。除此之外，我们实验研究了脑血流对外部视觉刺激的反应。

项目成果

NIRSを用いたブレインマシンインターフェースの構築

使用 NIRS 构建脑机接口

• 发表时间: 2012
• 作者: Takayoshi YAMADA;Hidehiko YAMAMOTO;伊藤友孝,三井嘉弘,平野時久,秋山英毅,大城昌平,水池千尋
• 通讯作者: 伊藤友孝,三井嘉弘,平野時久,秋山英毅,大城昌平,水池千尋

ポータブルNIRS計測装置を用いたブレインマシンインターフェースの構築-ノードの自動増殖を用いた追加学習の効果-

使用便携式 NIRS 测量设备构建脑机接口 - 使用自动节点乘法进行额外学习的效果 -

• 发表时间: 2013
• 作者: 梅村 裕太;鈴木 育男;山本 雅人;古川 正志;島田邦雄;白木大介，山田貴孝，中西翔太郎，山本秀彦;伊藤友孝,秋山英毅,平野時久
• 通讯作者: 伊藤友孝,秋山英毅,平野時久

Design of Brain-Machine Interface Using Near-Infrared Spectroscopy

利用近红外光谱技术设计脑机接口

• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics
• 影响因子: 1.1
• 作者: Tomotaka Ito;S.Ushii;T.Sameshima;Y. Mitsui;S.Ohgi;C.Mizuike
• 通讯作者: C.Mizuike

NIRSを用いたブレインマシンインターフェースの構築-識別率向上のための学習条件の検討-

使用NIRS构建脑机接口 - 检查学习条件以提高识别率 -

• 发表时间: 2011
• 作者: 梅村 裕太;鈴木 育男;山本 雅人;古川 正志;島田邦雄;山田貴孝，山本秀彦;伊藤友孝,平野時久,鮫島孝文,三井嘉弘,大城昌平,水池千尋
• 通讯作者: 伊藤友孝,平野時久,鮫島孝文,三井嘉弘,大城昌平,水池千尋

ポータブルＮＩＲＳ計測装置を用いたブレインマシンインターフェースの構築

利用便携式NIRS测量装置构建脑机接口

• 发表时间: 2013
• 作者: 萬谷 和之;鈴木 育男;山本 雅人;古川 正志;伊藤友孝，秋山英毅，平野時久
• 通讯作者: 伊藤友孝，秋山英毅，平野時久