2026/04/06 更新

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コイケ ヤスハル
小池 康晴
KOIKE YASUHARU
所属
総合研究院 未来産業技術研究所 教授
職名
教授
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News & Topics

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学位

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

研究キーワード

  • インタラクションデザイン

  • 空間インタフェース装置

  • 能動的動画閲覧

  • 多重解像度解析

  • モデリング

  • ドライバーモデル

  • ポインティング

  • 聴覚インタラクション

  • 筋電信号

  • 内部モデル

  • 包括脳ネットワーク

  • 脳プロ

  • 直接操作

  • 設計支援

  • インタラクション

  • SPIDAR

  • インタフェース

  • トルク推定

  • VR設計環境

  • グラフィックス

  • マンマシンインタラクション

  • 仮想環境

  • 機械学習

  • バイオロジカルモーション

  • 生物・生体工学

  • 準備同時活性

  • 脳・神経

  • 力覚提示機能

  • 姿勢計測

  • 設計環境

  • データベース

  • 知識創出

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 通信工学

  • 情報通信 / データベース

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電子デバイス、電子機器

  • 情報通信 / 知能情報学

  • 情報通信 / 感性情報学

  • 情報通信 / 知覚情報処理

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経歴

  • 東京工業大学   科学技術創成研究院   教授

    2016年4月 - 現在

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  • 東京工業大学   教授

    2009年 - 2016年3月

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  • 東京工業大学   准教授

    2008年 - 2009年

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  • 東京工業大学   助教授

    1998年8月 - 2007年

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論文

  • Use of Artificial Intelligence in the Classification of Upper-Limb Motion Using EEG and EMG Signals: A Review

    Isabel Bandes, Yasuharu Koike

    Sensors   2026年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/s26051457

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  • Eyeblink detection for wearable eye trackers in real-world environments

    Ryota Nishizono, Makio Kashino, Yasuharu Koike, Naoki Saijo

    PeerJ Computer Science   2026年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.7717/peerj-cs.3585

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  • Proposal of an electromyogram analysis method using Bayesian estimation

    Yasuharu Koike

    Measurement   2026年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.measurement.2025.119063

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  • Hybrid EEG-EMG Control Scheme for Multiple Degrees of Freedom Upper-Limb Prostheses

    Sorelis Isabel Bandes Rodriguez, Yasuharu Koike

    Actuators   2025年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/act14080397

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  • Robust Sparse Bayesian Learning Based on Minimum Error Entropy for Noisy High-Dimensional Brain Activity Decoding.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Wenjun Bai, Yasuharu Koike, Okito Yamashita

    CoRR   abs/2508.11657   2025年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2508.11657

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  • Correntropy-Based Improper Likelihood Model for Robust Electrophysiological Source Imaging.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Zhongxu Hu, Keita Suzuki, Wenjun Bai, Yasuharu Koike, Okito Yamashita

    IEEE Trans. Medical Imaging   44 ( 7 )   3076 - 3088   2025年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TMI.2025.3557528

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  • Facial expression recognition through muscle synergies and estimation of facial keypoint displacements through a skin-musculoskeletal model using facial sEMG signals. 国際誌

    Lun Shu, Victor R Barradas, Zixuan Qin, Yasuharu Koike

    Frontiers in bioengineering and biotechnology   13   1490919 - 1490919   2025年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The development of facial expression recognition (FER) and facial expression generation (FEG) systems is essential to enhance human-robot interactions (HRI). The facial action coding system is widely used in FER and FEG tasks, as it offers a framework to relate the action of facial muscles and the resulting facial motions to the execution of facial expressions. However, most FER and FEG studies are based on measuring and analyzing facial motions, leaving the facial muscle component relatively unexplored. This study introduces a novel framework using surface electromyography (sEMG) signals from facial muscles to recognize facial expressions and estimate the displacement of facial keypoints during the execution of the expressions. For the facial expression recognition task, we studied the coordination patterns of seven muscles, expressed as three muscle synergies extracted through non-negative matrix factorization, during the execution of six basic facial expressions. Muscle synergies are groups of muscles that show coordinated patterns of activity, as measured by their sEMG signals, and are hypothesized to form the building blocks of human motor control. We then trained two classifiers for the facial expressions based on extracted features from the sEMG signals and the synergy activation coefficients of the extracted muscle synergies, respectively. The accuracy of both classifiers outperformed other systems that use sEMG to classify facial expressions, although the synergy-based classifier performed marginally worse than the sEMG-based one (classification accuracy: synergy-based 97.4%, sEMG-based 99.2%). However, the extracted muscle synergies revealed common coordination patterns between different facial expressions, allowing a low-dimensional quantitative visualization of the muscle control strategies involved in human facial expression generation. We also developed a skin-musculoskeletal model enhanced by linear regression (SMSM-LRM) to estimate the displacement of facial keypoints during the execution of a facial expression based on sEMG signals. Our proposed approach achieved a relatively high fidelity in estimating these displacements (NRMSE 0.067). We propose that the identified muscle synergies could be used in combination with the SMSM-LRM model to generate motor commands and trajectories for desired facial displacements, potentially enabling the generation of more natural facial expressions in social robotics and virtual reality.

    DOI: 10.3389/fbioe.2025.1490919

    PubMed

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  • Sparse Bayesian correntropy learning for robust muscle activity reconstruction from noisy brain recordings.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Okito Yamashita

    Neural Networks   182   106899 - 106899   2025年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neunet.2024.106899

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  • The control of the arm’s equilibrium position

    Atsushi Takagi, Etienne Burdet, Yasuharu Koike

    Journal of Neurophysiology   2024年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1152/jn.00011.2024

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  • Theoretical limits on the speed of learning inverse models explain the rate of adaptation in arm reaching tasks. 国際誌

    Victor R Barradas, Yasuharu Koike, Nicolas Schweighofer

    Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society   170   376 - 389   2024年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    An essential aspect of human motor learning is the formation of inverse models, which map desired actions to motor commands. Inverse models can be learned by adjusting parameters in neural circuits to minimize errors in the performance of motor tasks through gradient descent. However, the theory of gradient descent establishes limits on the learning speed. Specifically, the eigenvalues of the Hessian of the error surface around a minimum determine the maximum speed of learning in a task. Here, we use this theoretical framework to analyze the speed of learning in different inverse model learning architectures in a set of isometric arm-reaching tasks. We show theoretically that, in these tasks, the error surface and, thus the speed of learning, are determined by the shapes of the force manipulability ellipsoid of the arm and the distribution of targets in the task. In particular, rounder manipulability ellipsoids generate a rounder error surface, allowing for faster learning of the inverse model. Rounder target distributions have a similar effect. We tested these predictions experimentally in a quasi-isometric reaching task with a visuomotor transformation. The experimental results were consistent with our theoretical predictions. Furthermore, our analysis accounts for the speed of learning in previous experiments with incompatible and compatible virtual surgery tasks, and with visuomotor rotation tasks with different numbers of targets. By identifying aspects of a task that influence the speed of learning, our results provide theoretical principles for the design of motor tasks that allow for faster learning.

    DOI: 10.1016/j.neunet.2023.10.049

    PubMed

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  • Sparse Bayesian Correntropy Learning for Robust Muscle Activity Reconstruction from Noisy Brain Recordings.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Okito Yamashita

    CoRR   abs/2404.15309   2024年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2404.15309

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  • Correntropy-Based Improper Likelihood Model for Robust Electrophysiological Source Imaging. 国際誌

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Zhongxu Hu, Keita Suzuki, Wenjun Bai, Yasuharu Koike, Okito Yamashita

    CoRR   abs/2408.14843 ( 7 )   3076 - 3088   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Bayesian learning provides a unified skeleton to solve the electrophysiological source imaging task. From this perspective, existing source imaging algorithms utilize the Gaussian assumption for the observation noise to build the likelihood function for Bayesian inference. However, the electromagnetic measurements of brain activity are usually affected by miscellaneous artifacts, leading to a potentially non-Gaussian distribution for the observation noise. Hence the conventional Gaussian likelihood model is a suboptimal choice for the real-world source imaging task. In this study, we aim to solve this problem by proposing a new likelihood model which is robust with respect to non-Gaussian noises. Motivated by the robust maximum correntropy criterion, we propose a new improper distribution model concerning the noise assumption. This new noise distribution is leveraged to structure a robust likelihood function and integrated with hierarchical prior distributions to estimate source activities by variational inference. In particular, the score matching is adopted to determine the hyperparameters for the improper likelihood model. A comprehensive performance evaluation is performed to compare the proposed noise assumption to the conventional Gaussian model. Simulation results show that, the proposed method can realize more precise source reconstruction by designing known ground-truth. The real-world dataset also demonstrates the superiority of our new method with the visual perception task. This study provides a new backbone for Bayesian source imaging, which would facilitate its application using real-world noisy brain signal.

    DOI: 10.48550/arXiv.2408.14843

    PubMed

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  • Directed causal effect with PCMCI in hyperscanning EEG time series. 国際誌

    Lykke Silfwerbrand, Yasuharu Koike, Pär Nyström, Malin Gingnell

    Frontiers in neuroscience   18   1305918 - 1305918   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Social activities are likely to cause effects or reactivity in the brains of the people involved in collaborative social situations. This study assesses a new method, Tigramite, for time domain analysis of directed causality between the prefrontal cortex (PFC) of persons in such situations. An experimental situation using hyperscanning EEG was applied while individuals led and followed each other in finger-tapping rhythms. This structured task has a long duration and a high likelihood of inter-brain causal reactions in the prefrontal cortices. Tigramite is a graph-based causal discovery method to identify directed causal relationships in observational time series. Tigramite was used to analyze directed causal connections within and between the PFC. Significantly directed causality within and between brains could be detected during the social interactions. This is the first empirical evidence the Tigramite can reveal inter- and intra-brain-directed causal effects in hyperscanning EEG time series. The findings are promising for further studies of causality in neural networks during social activities using Tigramite on EEG in the time domain.

    DOI: 10.3389/fnins.2024.1305918

    PubMed

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  • A Japanese translation of the Swedish Universities Scales of Personality. 国際誌

    Lykke Silfwerbrand, Lisa Ekselius, Yasuharu Koike, Malin Gingnell

    Upsala journal of medical sciences   129   2024年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: The Swedish Universities Scales of Personality (SSP) is a personality measurement tool with a short test battery of high psychometric quality, previously not availiable in Japanese. METHODS: We translated the SSP into Japanese and administered it to 103 Japanese nationals. For 11 of the 13 SSP scales in the Japanese version of the SSP (SSP-J11), the Cronbach's alpha ranged from 0.50 to 0.82 with good internal scale reliability. RESULTS: A principal factor analysis replicated the previous work by identifying the same three principal dimensions of Neuroticism, Aggression, and Extraversion factors. CONCLUSION: The resulting three-factor SSP-J11 shows acceptable reliability and should provide informative insights about personality traits in research and clinical practice in a Japanese context.

    DOI: 10.48101/ujms.v129.10349

    PubMed

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  • The effect of different depth planes during a manual tracking task in three-dimensional virtual reality space 国際誌

    Hyeonseok Kim, Yasuharu Koike, Woong Choi, Jongho Lee

    Scientific Reports   13 ( 1 )   21499 - 21499   2023年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Unlike ballistic arm movements such as reaching, the contribution of depth information to the performance of manual tracking movements is unclear. Thus, to understand how the brain handles information, we investigated how a required movement along the depth axis would affect behavioral tracking performance, postulating that it would be affected by the amount of depth movement. We designed a visually guided planar tracking task that requires movement on three planes with different depths: a fronto-parallel plane called ROT (0), a sagittal plane called ROT (90), and a plane rotated by 45° with respect to the sagittal plane called ROT (45). Fifteen participants performed a circular manual tracking task under binocular and monocular visions in a three-dimensional (3D) virtual reality space. As a result, under binocular vision, ROT (90), which required the largest depth movement among the tasks, showed the greatest error in 3D. Similarly, the errors (deviation from the target path) on the depth axis revealed significant differences among the tasks. Under monocular vision, significant differences in errors were observed only on the lateral axis. Moreover, we observed that the errors in the lateral and depth axes were proportional to the required movement on these axes under binocular vision and confirmed that the required depth movement under binocular vision determined depth error independent of the other axes. This finding implies that the brain may independently process binocular vision information on each axis. Meanwhile, the required depth movement under monocular vision was independent of performance along the depth axis, indicating an intractable behavior. Our findings highlight the importance of handling depth movement, especially when a virtual reality situation, involving tracking tasks, is generated.

    DOI: 10.1038/s41598-023-48869-w

    PubMed

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-023-48869-w

  • Correntropy-Based Logistic Regression With Automatic Relevance Determination for Robust Sparse Brain Activity Decoding.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Yuxi Shi, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    IEEE Transactions on Biomedical Engineering   70 ( 8 )   2416 - 2429   2023年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TBME.2023.3246599

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  • Sparse Logistic Regression-Based EEG Channel Optimization Algorithm for Improved Universality across Participants 国際誌

    Yuxi Shi, Yuanhao Li, Yasuharu Koike

    Bioengineering   10 ( 6 )   2023年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Electroencephalogram (EEG) channel optimization can reduce redundant information and improve EEG decoding accuracy by selecting the most informative channels. This article aims to investigate the universality regarding EEG channel optimization in terms of how well the selected EEG channels can be generalized to different participants. In particular, this study proposes a sparse logistic regression (SLR)-based EEG channel optimization algorithm using a non-zero model parameter ranking method. The proposed channel optimization algorithm was evaluated in both individual analysis and group analysis using the raw EEG data, compared with the conventional channel selection method based on the correlation coefficients (CCS). The experimental results demonstrate that the SLR-based EEG channel optimization algorithm not only filters out most redundant channels (filters 75-96.9% of channels) with a 1.65-5.1% increase in decoding accuracy, but it can also achieve a satisfactory level of decoding accuracy in the group analysis by employing only a few (2-15) common EEG electrodes, even for different participants. The proposed channel optimization algorithm can realize better universality for EEG decoding, which can reduce the burden of EEG data acquisition and enhance the real-world application of EEG-based brain-computer interface (BCI).

    DOI: 10.3390/bioengineering10060664

    PubMed

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  • Partial maximum correntropy regression for robust electrocorticography decoding. 国際誌

    Yuanhao Li, Badong Chen, Gang Wang, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neuroscience   17   1213035 - 1213035   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The Partial Least Square Regression (PLSR) method has shown admirable competence for predicting continuous variables from inter-correlated electrocorticography signals in the brain-computer interface. However, PLSR is essentially formulated with the least square criterion, thus, being considerably prone to the performance deterioration caused by the brain recording noises. To address this problem, this study aims to propose a new robust variant for PLSR. To this end, the maximum correntropy criterion (MCC) is utilized to propose a new robust implementation of PLSR, called Partial Maximum Correntropy Regression (PMCR). The half-quadratic optimization is utilized to calculate the robust projectors for the dimensionality reduction, and the regression coefficients are optimized by a fixed-point optimization method. The proposed PMCR is evaluated with a synthetic example and a public electrocorticography dataset under three performance indicators. For the synthetic example, PMCR realized better prediction results compared with the other existing methods. PMCR could also abstract valid information with a limited number of decomposition factors in a noisy regression scenario. For the electrocorticography dataset, PMCR achieved superior decoding performance in most cases, and also realized the minimal neurophysiological pattern deterioration with the interference of the noises. The experimental results demonstrate that, the proposed PMCR could outperform the existing methods in a noisy, inter-correlated, and high-dimensional decoding task. PMCR could alleviate the performance degradation caused by the adverse noises and ameliorate the electrocorticography decoding robustness for the brain-computer interface.

    DOI: 10.3389/fnins.2023.1213035

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  • Adaptive sparseness for correntropy-based robust regression via automatic relevance determination.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Okito Yamashita, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    International Joint Conference on Neural Networks(IJCNN)   1 - 8   2023年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/IJCNN54540.2023.10191293

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/ijcnn/ijcnn2023.html#LiCYYK23

  • Adaptive sparseness for correntropy-based robust regression via automatic relevance determination.

    Yuanhao Li 0004, Badong Chen, Okito Yamashita, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    CoRR   abs/2302.00082   2023年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.48550/arXiv.2302.00082

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  • Dark Chocolate Intake May Reduce Fatigue and Mediate Cognitive Function and Gray Matter Volume in Healthy Middle-Aged Adults 国際誌

    Kiyotaka Nemoto, Keisuke Kokubun, Yousuke Ogata, Yasuharu Koike, Tetsuaki Arai, Yoshinori Yamakawa

    Behavioural Neurology   2022   1 - 8   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Hindawi Limited  

    Background. Dark chocolate has attracted attention for its potential for cognitive improvement. Though some reports indicate that dark chocolate is good for cognitive function, others raise doubts. This inconsistency in past results reflecting the relationship between dark chocolate and cognitive function indicates the potential existence of factors that mediate between dark chocolate intake and cognitive function. Methods. With the hypothesis that fatigue may be one such mediating factor, we performed a four-week randomized control study to seek a link between dark chocolate consumption, cognitive function, fatigue, and the brain in middle-aged adults. Results. We found that dark chocolate reduced mental and physical fatigue, and a path analysis revealed that it enhanced vitality, executive function, memory, and gray matter volume both directly and indirectly. Fatigue reduction was also associated with an improvement in physical function, which had a positive impact on emotional functioning, relief of bodily pain, and social functioning. Conclusions. Our results suggest that dark chocolate may help reduce fatigue in individuals, leading to improvements in brain health and various cognitive functions as well as in quality of life.

    DOI: 10.1155/2022/6021811

    PubMed

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    その他リンク: http://downloads.hindawi.com/journals/bn/2022/6021811.xml

  • Electroencephalography Reflects User Satisfaction in Controlling Robot Hand through Electromyographic Signals 国際誌

    Hyeonseok Kim, Makoto Miyakoshi, Yeongdae Kim, Sorawit Stapornchaisit, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Sensors   23 ( 1 )   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This study addresses time intervals during robot control that dominate user satisfaction and factors of robot movement that induce satisfaction. We designed a robot control system using electromyography signals. In each trial, participants were exposed to different experiences as the cutoff frequencies of a low-pass filter were changed. The participants attempted to grab a bottle by controlling a robot. They were asked to evaluate four indicators (stability, imitation, response time, and movement speed) and indicate their satisfaction at the end of each trial by completing a questionnaire. The electroencephalography signals of the participants were recorded while they controlled the robot and responded to the questionnaire. Two independent component clusters in the precuneus and postcentral gyrus were the most sensitive to subjective evaluations. For the moment that dominated satisfaction, we observed that brain activity exhibited significant differences in satisfaction not immediately after feeding an input but during the later stage. The other indicators exhibited independently significant patterns in event-related spectral perturbations. Comparing these indicators in a low-frequency band related to the satisfaction with imitation and movement speed, which had significant differences, revealed that imitation covered significant intervals in satisfaction. This implies that imitation was the most important contributing factor among the four indicators. Our results reveal that regardless of subjective satisfaction, objective performance evaluation might more fully reflect user satisfaction.

    DOI: 10.3390/s23010277

    PubMed

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  • An fMRI-study of leading and following using rhythmic tapping. 国際誌

    Lykke Silfwerbrand, Yousuke Ogata, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Malin Gingnell

    Social neuroscience   17 ( 6 )   558 - 567   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Leading and following is about synchronizing and joining actions in accordance with the differences that the leader and follower roles provide. The neural reactivity representing these roles was measured in an explorative fMRI-study, where two persons lead and followed each other in finger tapping using simple, individual, pre-learnt rhythms. All participants acted both as leader and follower. Neural reactivity for both lead and follow related to social awareness and adaptation distributed over the lateral STG, STS and TPJ. Reactivity for follow contrasted with lead mostly reflected sensorimotor and rhythmic processing in cerebellum IV, V, somatosensory cortex and SMA. During leading, as opposed to following, neural reactivity was observed in the insula and bilaterally in the superior temporal gyrus, pointing toward empathy, sharing of feelings, temporal coding and social engagement. Areas for continuous adaptation, in the posterior cerebellum and Rolandic operculum, were activated during both leading and following. This study indicated mutual adaptation of leader and follower during tapping and that the roles gave rise to largely similar neuronal reactivity. The differences between the roles indicated that leading was more socially focused and following had more motoric- and temporally related neural reactivity.

    DOI: 10.1080/17470919.2023.2189615

    PubMed

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  • Evaluation of motor learning in predictable loading task using a force sense presentation device. 国際誌

    Tetsuo Ota, Yui Kikuchi, Ikumi Amiya, Takako Ohno-Shosaku, Yasuharu Koike, Mitsugu Yoneda

    Experimental brain research   240 ( 12 )   3305 - 3314   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Neural circuits connecting the cerebellum with the cerebral cortex are important for both motor and cognitive functions. Therefore, assessment of cerebellar function is clinically important for patients with various motor and cognitive dysfunctions. Cerebellum-dependent motor learning has been studied using various tasks. The most widely used tasks are visuomotor adaptation tasks, in which subjects are required to make movements in two dimensions. Studies using simpler tasks of one-dimensional movement, which are easier for patients with motor problems to perform, have suggested that anticipatory responses in these tasks are useful to evaluate cerebellum-dependent motor control or motor learning. In this study, we examined whether the motor learning process can be evaluated in a simple loading task. Using space interface device for artificial reality (SPIDAR), a constant downward force was loaded to subjects' hands in a predictable condition, and the vertical movement of the hand was recorded. The hand deflection from the initial position was displayed on a screen for visual feedback information. We examined effects of repeated loading task training (90 times) on hand movements, by analyzing a small upward movement just before loading (anticipatory response) and a large downward movement after loading in each trial. We found that the repeated training lowered the time constant of upward movement and reduced the amplitude and time-to-peak of downward movement. These training effects were maintained into the next day. Furthermore, we found that loading task training with eyes closed was also effective, which indicates that proprioceptive information is enough for improvement of performance.

    DOI: 10.1007/s00221-022-06500-w

    PubMed

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  • A model predictive control strategy to regulate movements and interactions

    A. Takagi, H. Gomi, E. Burdet, Y. Koike

    2022年8月

  • Clustered event related spectral perturbation (ERSP) feature in right hand motor imagery classification 国際誌

    Zhongjie Zhang, Yasuharu Koike

    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE   16   867480 - 867480   2022年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fnins.2022.867480

    Web of Science

    PubMed

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  • Continuous Estimation of Finger and Wrist Joint Angles Using a Muscle Synergy Based Musculoskeletal Model

    Zixun He, Zixuan Qin, Yasuharu Koike

    Applied Sciences   12 ( 8 )   3772 - 3772   2022年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{MDPI} {AG}  

    DOI: 10.3390/app12083772

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  • Single RGB Image 6D Object Grasping System Using Pixel-Wise Voting Network 国際誌

    Zhongjie Zhang, Chengzhe Zhou, Yasuharu Koike, Jiamao Li

    MICROMACHINES   13 ( 2 )   2022年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/mi13020293

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Contralaterally controlled functional electrical stimulation immediately improves hand function.

    Shohei Murata, Yasuharu Koike, Yuji Kasukawa, Kimio Saito, Koki Okada, Daisuke Kudo, Yoichi Shimada, Naohisa Miyakoshi

    Japanese journal of comprehensive rehabilitation science   13   26 - 30   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    UNLABELLED: Murata S, Koike Y, Kasukawa Y, Saito K, Okada K, Kudo D, Shimada Y, Miyakoshi N. Contralaterally controlled functional electrical stimulation immediately improves hand function. Jpn J Compr Rehabil Sci 2022; 13: 26-30. OBJECTIVE: The purpose of this study was to investigate the immediate effects of contralaterally controlled functional electrical stimulation (CCFES) on upper limb function in stroke patients. METHODS: CCFES and mirror therapy (MT) exercises were conducted for 13 stroke patients at least 4 weeks post-onset. A sufficient interval of at least 24 hours was left between the two types of rehabilitation exercises. Before treatment and immediately after each training session, grip strength, Fugl-Meyer Assessment for Upper Extremity (FMA-UE) score and FMA-UE subscores for the shoulder/elbow/forearm, wrist, hand, and coordination were evaluated. RESULTS: Grip strength, FMA-UE and FMA-UE shoulder/elbow/forearm, wrist, and coordination did not differ significantly after CCFES and MT compared to before therapy. FMA-UE hand did not change significantly after MT compared to before therapy, but it improved significantly after CCFES (p = 0.013). CONCLUSION: CCFES for the upper extremities immediately improves hand function and may be effective in maintaining and improving patients' motivation for rehabilitation treatment.

    DOI: 10.11336/jjcrs.13.26

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  • EMG space similarity feedback promotes learning of expert-like muscle activation patterns in a complex motor skill. 国際誌

    Victor R Barradas, Woorim Cho, Yasuharu Koike

    Frontiers in human neuroscience   16   805867 - 805867   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Augmented feedback provided by a coach or augmented reality system can facilitate the acquisition of a motor skill. Verbal instructions and visual aids can be effective in providing feedback about the kinematics of the desired movements. However, many skills require mastering not only kinematic, but also complex kinetic patterns, for which feedback is harder to convey. Here, we propose the electromyography (EMG) space similarity feedback, which may indirectly convey kinematic and kinetic feedback by comparing the muscle activations of the learner and an expert in the task. The EMG space similarity feedback is a score that reflects how well a set of muscle synergies extracted from the expert can reconstruct the learner's EMG when performing the task. We tested the EMG space similarity feedback in a virtual bimanual polishing task that uses a robotic system to simulate the dynamics of a real polishing operation. We measured the expert's and learner's EMG from eight muscles in each arm during the real and virtual polishing tasks, respectively. The goal of the virtual task was to smoothen the surface of a virtual object. Therefore, we defined performance in the task as the smoothness of the object at the end of a trial. We separated learners into real feedback and null feedback groups to assess the effects of the EMG space similarity feedback. The real and null feedback groups received veridic and no EMG space similarity feedback, respectively. Subjects participated in five training sessions on different days, and we evaluated their performance on each day. Subjects in both groups were able to increase smoothness throughout the training sessions, with no significant differences between groups. However, subjects in the real feedback group were able to improve in the EMG space similarity score to a significantly greater extent than the null feedback group. Additionally, subjects in the real feedback group produced muscle activations that became increasingly consistent with an important muscle synergy found in the expert. Our results indicate that the EMG space similarity feedback promotes acquiring expert-like muscle activation patterns, suggesting that it may assist in the acquisition of complex motor skills.

    DOI: 10.3389/fnhum.2022.805867

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  • Aphasia testing (auditory comprehension domain) using a new eye-tracking system in healthy participants.

    Risa Sakai, Yasuharu Koike, Kimio Saito, Toshiki Matsunaga, Yoichi Shimada, Naohisa Miyakoshi

    Japanese journal of comprehensive rehabilitation science   13   31 - 35   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    UNLABELLED: Sakai R, Koike Y, Saito K, Matsunaga T, Shimada Y, Miyakoshi N. Aphasia testing (auditory comprehension domain) using a new eye-tracking system in healthy participants. Jpn J Compr Rehabil Sci 2022; 13: 31-35. OBJECTIVE: We administered a conventional pointing-method test with eye-tracking to evaluate items associated with auditory comprehension and examined the concordance between the obtained results. METHODS: The enrolled participants were 10 healthy volunteers. We performed tests after extracting auditory comprehension items from the SLTA, the WAB, and the Supplementary tests for the SLTA using the eye-tracking system and the pointing method. RESULTS: The mean test duration was 9 min 51 s ± 1 min 41 s (mean ± SD), and the percentage of correct answers was 100% and in perfect agreement for the pointing method and the eye-tracking system. The mean response time was 0.96 ± 0.36 s for the pointing method and -0.39 ± 0.21 s for the eye-tracking system. Hence, the latter was faster than the former, and examinees completed their responses before listening to the end of the questions. CONCLUSION: The new eye-tracking system makes it possible to perform aphasia tests (auditory comprehension items) comparable to the conventional pointing method.

    DOI: 10.11336/jjcrs.13.31

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  • A CW-CNN regression model-based real-time system for virtual hand control. 国際誌

    Zixuan Qin, Zixun He, Yuanhao Li, Supat Saetia, Yasuharu Koike

    Frontiers in neurorobotics   16   1072365 - 1072365   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    For upper limb amputees, wearing a myoelectric prosthetic hand is the only way for them to continue normal life. Even until now, the proposal of a high-precision and natural performance real-time control system based on surface electromyography (sEMG) signals is still challenging. Researchers have proposed many strategies for motion classification or regression prediction tasks based on sEMG signals. However, most of them have been limited to offline analysis only. There are even few papers on real-time control based on deep learning models, almost all of which are about motion classification. Rare studies tried to use deep learning-based regression models in real-time control systems for multi-joint angle estimation via sEMG signals. This paper proposed a CW-CNN regression model-based real-time control system for virtual hand control. We designed an Adaptive Kalman Filter to smooth the joint angles output before sending them as control commands to control a virtual hand. Eight healthy participants were invited, and three sessions experiments were conducted on two different days for all of them. During the real-time experiment, we analyzed the joint angles estimation accuracy and computational latency. Moreover, target achievement control (TAC) test was applied to emphasize motion regression in real-time. The experimental results show that the proposed control system has high precision for 3-DOFs motion regression in simultaneously, and the system remains stable and low computational latency. In the future, the proposed real-time control system can be applied to actual prosthetic hand.

    DOI: 10.3389/fnbot.2022.1072365

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  • Design of an Isometric End-Point Force Control Task for Electromyography Normalization and Muscle Synergy Extraction From the Upper Limb Without Maximum Voluntary Contraction. 国際誌

    Woorim Cho, Victor R Barradas, Nicolas Schweighofer, Yasuharu Koike

    Frontiers in human neuroscience   16   805452 - 805452   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Muscle synergy analysis via surface electromyography (EMG) is useful to study muscle coordination in motor learning, clinical diagnosis, and neurorehabilitation. However, current methods to extract muscle synergies in the upper limb suffer from two major issues. First, the necessary normalization of EMG signals is performed via maximum voluntary contraction (MVC), which requires maximal isometric force production in each muscle. However, some individuals with motor impairments have difficulties producing maximal effort in the MVC task. In addition, the MVC is known to be highly unreliable, with widely different forces produced in repeated measures. Second, synergy extraction in the upper limb is typically performed with a multidirection reaching task. However, some participants with motor impairments cannot perform this task because it requires precise motor control. In this study, we proposed a new isometric rotating task that does not require precise motor control or large forces. In this task, participants maintain a cursor controlled by the arm end-point force on a target that rotates at a constant angular velocity at a designated force level. To relax constraints on motor control precision, the target is widened and blurred. To obtain a reference EMG value for normalization without requiring maximal effort, we estimated a linear relationship between joint torques and muscle activations. We assessed the reliability of joint torque normalization and synergy extraction in the rotating task in young neurotypical individuals. Compared with normalization with MVC, joint torque normalization allowed reliable EMG normalization at low force levels. In addition, the extraction of synergies was as reliable and more stable than with the multidirection reaching task. The proposed rotating task can, therefore, be used in future motor learning, clinical diagnosis, and neurorehabilitation studies.

    DOI: 10.3389/fnhum.2022.805452

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  • Correntropy-Based Logistic Regression with Automatic Relevance Determination for Robust Sparse Brain Activity Decoding. 国際誌

    Yuanhao Li, Badong Chen, Yuxi Shi, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    CoRR   abs/2207.09693 ( 8 )   2416 - 2429   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVE: Recent studies have used sparse classifications to predict categorical variables from high-dimensional brain activity signals to expose human's mental states and intentions, selecting the relevant features automatically in the model training process. However, existing sparse classification models will likely be prone to the performance degradation which is caused by the noise inherent in the brain recordings. To address this issue, we aim to propose a new robust and sparse classification algorithm in this study. METHODS: To this end, we introduce the correntropy learning framework into the automatic relevance determination based sparse classification model, proposing a new correntropy-based robust sparse logistic regression algorithm. To demonstrate the superior brain activity decoding performance of the proposed algorithm, we evaluate it on a synthetic dataset, an electroencephalogram (EEG) dataset, and a functional magnetic resonance imaging (fMRI) dataset. RESULTS: The extensive experimental results confirm that not only the proposed method can achieve higher classification accuracy in a noisy and high-dimensional classification task, but also it would select those more informative features for the decoding tasks. CONCLUSION: Integrating the correntropy learning approach with the automatic relevance determination technique will significantly improve the robustness with respect to the noise, leading to more adequate robust sparse brain decoding algorithm. SIGNIFICANCE: It provides a more powerful approach in the real-world brain activity decoding and the brain-computer interfaces.

    DOI: 10.48550/arXiv.2207.09693

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  • Introduction. 国際誌

    Surjo R Soekadar, Yasuharu Koike, Loredana Zollo

    International journal of neural systems   31 ( 11 )   2103010 - 2103010   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1142/S0129065721030106

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  • Galvanic Vestibular Stimulation-Based Prediction Error Decoding and Channel Optimization. 国際誌

    Yuxi Shi, Gowrishankar Ganesh, Hideyuki Ando, Yasuharu Koike, Eiichi Yoshida, Natsue Yoshimura

    International journal of neural systems   31 ( 11 )   2150034 - 2150034   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A significant problem in brain-computer interface (BCI) research is decoding - obtaining required information from very weak noisy electroencephalograph signals and extracting considerable information from limited data. Traditional intention decoding methods, which obtain information from induced or spontaneous brain activity, have shortcomings in terms of performance, computational expense and usage burden. Here, a new methodology called prediction error decoding was used for motor imagery (MI) detection and compared with direct intention decoding. Galvanic vestibular stimulation (GVS) was used to induce subliminal sensory feedback between the forehead and mastoids without any burden. Prediction errors were generated between the GVS-induced sensory feedback and the MI direction. The corresponding prediction error decoding of the front/back MI task was validated. A test decoding accuracy of 77.83-78.86% (median) was achieved during GVS for every 100[Formula: see text]ms interval. A nonzero weight parameter-based channel screening (WPS) method was proposed to select channels individually and commonly during GVS. When the WPS common-selected mode was compared with the WPS individual-selected mode and a classical channel selection method based on correlation coefficients (CCS), a satisfactory decoding performance of the selected channels was observed. The results indicated the positive impact of measuring common specific channels of the BCI.

    DOI: 10.1142/S0129065721500349

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  • Computational reproductions of external force field adaption without assuming desired trajectories. 国際誌

    Hiroyuki Kambara, Atsushi Takagi, Haruka Shimizu, Toshihiro Kawase, Natsue Yoshimura, Nicolas Schweighofer, Yasuharu Koike

    Neural networks : the official journal of the International Neural Network Society   139   179 - 198   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Optimal feedback control is an established framework that is used to characterize human movement. However, it is not fully understood how the brain computes optimal gains through interactions with the environment. In the past study, we proposed a model of motor learning that identifies a set of feedback and feedforward controllers and a state predictor of the arm musculoskeletal system to control free reaching movements. In this study, we applied the model to force field adaptation tasks where normal reaching movements are disturbed by an external force imposed on the hand. Without a priori knowledge about the arm and environment, the model was able to adapt to the force field by generating counteracting forces to overcome it in a manner similar to what is reported in the behavioral literature. The kinematics of the movements generated by our model share characteristic features of human movements observed before and after force field adaptation. In addition, we demonstrate that the structure and learning algorithm introduced in our model induced a shift in the end-point's equilibrium position and a static force modulation, accompanied by a fast and a slow learning process. Importantly, our model does not require desired trajectories, yields movements without specifying movement duration, and predicts force generation patterns by exploring the environment. Our model demonstrates a possible mechanism through which the central nervous system may control and adapt a point-to-point reaching movement without specifying a desired trajectory by continuously updating the body's musculoskeletal model.

    DOI: 10.1016/j.neunet.2021.01.030

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  • Restricted Minimum Error Entropy Criterion for Robust Classification. 国際誌

    Yuanhao Li, Badong Chen, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    IEEE transactions on neural networks and learning systems   PP   2021年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The minimum error entropy (MEE) criterion is a powerful approach for non-Gaussian signal processing and robust machine learning. However, the instantiation of MEE on robust classification is a rather vacancy in the literature. The original MEE purely focuses on minimizing Renyi's quadratic entropy of the prediction errors, which could exhibit inferior capability in noisy classification tasks. To this end, we analyze the optimal error distribution with adverse outliers and introduce a specific codebook for restriction, which optimizes the error distribution toward the optimal case. Half-quadratic-based optimization and convergence analysis of the proposed learning criterion, called restricted MEE (RMEE), are provided. The experimental results considering logistic regression and extreme learning machine on synthetic data and UCI datasets, respectively, are presented to demonstrate the superior robustness of RMEE. Furthermore, we evaluate RMEE on a noisy electroencephalogram dataset, so as to strengthen its practical impact.

    DOI: 10.1109/TNNLS.2021.3082571

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  • Modulation of wrist stiffness caused by adaptation to stochastic environment

    H. Kambara, H. Ogawa, A. Takagi, D. Shin, N. Yoshimura, Y. Koike

    Advanced Robotics   35 ( 13-14 )   1 - 17   2021年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    DOI: 10.1080/01691864.2021.1900913

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  • Exploring EEG Characteristics to Identify Emotional Reactions under Videogame Scenarios. 国際誌

    Laura Alejandra Martínez-Tejada, Alex Puertas-González, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Brain sciences   11 ( 3 )   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In this article we present the study of electroencephalography (EEG) traits for emotion recognition process using a videogame as a stimuli tool, and considering two different kind of information related to emotions: arousal-valence self-assesses answers from participants, and game events that represented positive and negative emotional experiences under the videogame context. We performed a statistical analysis using Spearman's correlation between the EEG traits and the emotional information. We found that EEG traits had strong correlation with arousal and valence scores; also, common EEG traits with strong correlations, belonged to the theta band of the central channels. Then, we implemented a regression algorithm with feature selection to predict arousal and valence scores using EEG traits. We achieved better result for arousal regression, than for valence regression. EEG traits selected for arousal and valence regression belonged to time domain (standard deviation, complexity, mobility, kurtosis, skewness), and frequency domain (power spectral density-PDS, and differential entropy-DE from theta, alpha, beta, gamma, and all EEG frequency spectrum). Addressing game events, we found that EEG traits related with the theta, alpha and beta band had strong correlations. In addition, distinctive event-related potentials where identified in the presence of both types of game events. Finally, we implemented a classification algorithm to discriminate between positive and negative events using EEG traits to identify emotional information. We obtained good classification performance using only two traits related with frequency domain on the theta band and on the full EEG spectrum.

    DOI: 10.3390/brainsci11030378

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  • Vowel Sound Synthesis from Electroencephalography during Listening and Recalling

    Wataru Akashi, Hiroyuki Kambara, Yousuke Ogata, Yasuharu Koike, Ludovico Minati, Natsue Yoshimura

    Advanced Intelligent Systems   3 ( 2 )   2000164 - 2000164   2021年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    DOI: 10.1002/aisy.202000164

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  • Comfortable and Convenient Turning Skill Assessment for Alpine Skiers Using IMU and Plantar Pressure Distribution Sensors. 国際誌

    Seiji Matsumura, Ken Ohta, Shin-Ichiroh Yamamoto, Yasuharu Koike, Toshitaka Kimura

    Sensors (Basel, Switzerland)   21 ( 3 )   834 - 834   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Improving ski-turn skills is of interest to both competitive and recreational skiers, but it is not easy to improve on one's own. Although studies have reported various methods of ski-turn skill evaluation, a simple method that can be used by oneself has not yet been established. In this study, we have proposed a comfortable method to assess ski-turn skills; this method enables skiers to easily understand the relationship between body control and ski motion. One expert skier and four intermediate skiers participated in this study. Small inertial measurement units (IMUs) and mobile plantar pressure distribution sensors were used to capture data while skiing, and three ski-turn features-ski motion, waist rotation, and how load is applied to the skis-as well as their symmetry, were assessed. The results showed that the motions of skiing and the waist in the expert skier were significantly larger than those in intermediate skiers. Additionally, we found that the expert skier only slightly used the heel to apply a load to the skis (heel load ratio: approximately 60%) and made more symmetrical turns than the intermediate skiers did. This study will provide a method for recreational skiers, in particular, to conveniently and quantitatively evaluate their ski-turn skills by themselves.

    DOI: 10.3390/s21030834

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  • Constructing Brain Connectivity Model Using Causal Network Reconstruction Approach. 国際誌

    Supat Saetia, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neuroinformatics   15   619557 - 619557   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Studying brain function is a challenging task. In the past, we could only study brain anatomical structures post-mortem, or infer brain functions from clinical data of patients with a brain injury. Nowadays technology, such as functional magnetic resonance imaging (fMRI), enable non-invasive brain activity observation. Several approaches have been proposed to interpret brain activity data. The brain connectivity model is a graphical tool that represents the interaction between brain regions, during certain states. It depicts how a brain region cause changes to other parts of the brain, which can be implied as information flow. This model can be used to help interpret how the brain works. There are several mathematical frameworks that can be used to infer the connectivity model from brain activity signals. Granger causality is one such approach and is one of the first that has been applied to brain activity data. However, due to the concept of the framework, such as the use of pairwise correlation, combined with the limitation of brain activity data such as low temporal resolution in case of fMRI signal, makes the interpretation of the connectivity difficult. We therefore propose the application of the Tigramite causal discovery framework on fMRI data. The Tigramite framework uses measures such as causal effect to analyze causal relations in the system. This enables the framework to identify both direct and indirect pathways or connectivities. In this paper, we applied the framework to the Human Connectome Project motor task-fMRI dataset. We then present the results and discuss how the framework improves interpretability of the connectivity model. We hope that this framework will help us understand more complex brain functions such as memory, consciousness, or the resting-state of the brain, in the future.

    DOI: 10.3389/fninf.2021.619557

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  • Multi-Joint Angles Estimation of Forearm Motion Using a Regression Model. 国際誌

    Zixuan Qin, Sorawit Stapornchaisit, Zixun He, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neurorobotics   15   685961 - 685961   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    To improve the life quality of forearm amputees, prosthetic hands with high accuracy, and robustness are necessary. The application of surface electromyography (sEMG) signals to control a prosthetic hand is challenging. In this study, we proposed a time-domain CNN model for the regression prediction of joint angles in three degrees of freedom (3-DOFs, include two wrist joint motion and one finger joint motion), and five-fold cross validation was used to evaluate the correlation coefficient (CC). The CC value results of wrist flexion/extension motion obtained from 10 participants was 0.87-0.92, pronation/supination motion was 0.72-0.95, and hand grip/open motion was 0.75-0.94. We backtracked the fully connected layer weights to create a geometry plot for analyzing the motion pattern to investigate the learning of the proposed model. In order to discuss the daily updateability of the model by transfer learning, we performed a second experiment on five of the participants in another day and conducted transfer learning based on smaller amount of dataset. The CC results improved (wrist flexion/extension was 0.90-0.97, pronation/supination was 0.84-0.96, hand grip/open was 0.85-0.92), suggesting the effectiveness of the transfer learning by incorporating the small amounts of sEMG data acquired in different days. We compared our CNN-based model with four conventional regression models, the result illustrates that proposed model significantly outperforms the four conventional models with and without transfer learning. The offline result suggests the reliability of the proposed model in real-time control in different days, it can be applied for real-time prosthetic control in the future.

    DOI: 10.3389/fnbot.2021.685961

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  • Partial Maximum Correntropy Regression for Robust Trajectory Decoding from Noisy Epidural Electrocorticographic Signals.

    Yuanhao Li, Badong Chen, Gang Wang, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    CoRR   abs/2106.13086   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/journals/corr/corr2106.html#abs-2106-13086

  • Brain Activity Reflects Subjective Response to Delayed Input When Using an Electromyography-Controlled Robot. 国際誌

    Hyeonseok Kim, Yeongdae Kim, Makoto Miyakoshi, Sorawit Stapornchaisit, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in systems neuroscience   15   767477 - 767477   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In various experimental settings, electromyography (EMG) signals have been used to control robots. EMG-based robot control requires intrinsic parameters for control, which makes it difficult for users to understand the input protocol. When a proper input is not provided, the response time of the system varies; as such, the user's subjective delay should be investigated regardless of the actual delay. In this study, we investigated the influence of the subjective perception of delay on brain activation. Brain recordings were taken while subjects used EMG signals to control a robot hand, which requires a basic processing delay. We used muscle synergy for the grip command of the robot hand. After controlling the robot by grasping their hand, one of four additional delay durations (0 ms, 50 ms, 125 ms, and 250 ms) was applied in every trial, and subjects were instructed to answer whether the delay was natural, additional, or whether they were not sure. We compared brain activity based on responses ("sure" and "not sure"). Our results revealed a significant power difference in the theta band of the parietal lobe, and this time range included the interval in which the subjects could not feel the delay. Our study provides important insights that should be considered when constructing an adaptive system and evaluating its usability.

    DOI: 10.3389/fnsys.2021.767477

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  • Binary Semantic Classification Using Cortical Activation with Pavlovian-Conditioned Vestibular Responses in Healthy and Locked-In Individuals. 国際誌

    Natsue Yoshimura, Kaito Umetsu, Alessandro Tonin, Yasuhisa Maruyama, Kyosuke Harada, Aygul Rana, Gowrishankar Ganesh, Ujwal Chaudhary, Yasuharu Koike, Niels Birbaumer

    Cerebral cortex communications   2 ( 3 )   tgab046   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    To develop a more reliable brain-computer interface (BCI) for patients in the completely locked-in state (CLIS), here we propose a Pavlovian conditioning paradigm using galvanic vestibular stimulation (GVS), which can induce a strong sensation of equilibrium distortion in individuals. We hypothesized that associating two different sensations caused by two-directional GVS with the thoughts of "yes" and "no" by individuals would enable us to emphasize the differences in brain activity associated with the thoughts of yes and no and hence help us better distinguish the two from electroencephalography (EEG). We tested this hypothesis with 11 healthy and 1 CLIS participant. Our results showed that, first, conditioning of GVS with the thoughts of yes and no is possible. And second, the classification of whether an individual is thinking "yes" or "no" is significantly improved after the conditioning, even in the absence of subsequent GVS stimulations. We observed average classification accuracy of 73.0% over 11 healthy individuals and 85.3% with the CLIS patient. These results suggest the establishment of GVS-based Pavlovian conditioning and its usability as a noninvasive BCI.

    DOI: 10.1093/texcom/tgab046

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  • Vowel Sound Synthesis from Electroencephalography during Listening and Recalling.

    Wataru Akashi, Hiroyuki Kambara, Yousuke Ogata, Yasuharu Koike, Ludovico Minati, Natsue Yoshimura

    Advanced Intelligent Systems   3 ( 2 )   2170023 - 2170023   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/aisy.202170023

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  • Analogous adaptations in speed, impulse and endpoint stiffness when learning a real and virtual insertion task with haptic feedback. 国際誌

    Atsushi Takagi, Giovanni De Magistris, Geyun Xiong, Alain Micaelli, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike, Jonathan Savin, Jacques Marsot, Etienne Burdet

    Scientific reports   10 ( 1 )   22342 - 22342   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Humans have the ability to use a diverse range of handheld tools. Owing to its versatility, a virtual environment with haptic feedback of the force is ideally suited to investigating motor learning during tool use. However, few simulators exist to recreate the dynamic interactions during real tool use, and no study has compared the correlates of motor learning between a real and virtual tooling task. To this end, we compared two groups of participants who either learned to insert a real or virtual tool into a fixture. The trial duration, the movement speed, the force impulse after insertion and the endpoint stiffness magnitude decreased as a function of trials, but they changed at comparable rates in both environments. A ballistic insertion strategy observed in both environments suggests some interdependence when controlling motion and controlling interaction, contradicting a prominent theory of these two control modalities being independent of one another. Our results suggest that the brain learns real and virtual insertion in a comparable manner, thereby supporting the use of a virtual tooling task with haptic feedback to investigate motor learning during tool use.

    DOI: 10.1038/s41598-020-79433-5

    PubMed

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  • Independent control of cocontraction and reciprocal activity during goal-directed reaching in muscle space. 国際誌

    Atsushi Takagi, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Scientific reports   10 ( 1 )   22333 - 22333   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The movement in a joint is facilitated by a pair of muscles that pull in opposite directions. The difference in the pair's muscle force or reciprocal activity results in joint torque, while the overlapping muscle force or the cocontraction is related to the joint's stiffness. Cocontraction knowingly adapts implicitly over a number of movements, but it is unclear whether the central nervous system can actively regulate cocontraction in a goal-directed manner in a short span of time. We developed a muscle interface where a cursor's horizontal position was determined by the reciprocal activity of the shoulder flexion-extension muscle pair, while the vertical position was controlled by its cocontraction. Participants made goal-directed movements to single and via-point targets in the two-dimensional muscle space, learning to move the cursor along the shortest path. Simulations using an optimal control framework suggest that the reciprocal activity and the cocontraction may be controlled independently by the CNS, albeit at a rate orders of magnitude slower than the muscle's maximal activation speed.

    DOI: 10.1038/s41598-020-79526-1

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  • Age-Related Decline of Sensorimotor Integration Influences Resting-State Functional Brain Connectivity. 国際誌

    Natsue Yoshimura, Hayato Tsuda, Domenico Aquino, Atsushi Takagi, Yousuke Ogata, Yasuharu Koike, Ludovico Minati

    Brain sciences   10 ( 12 )   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/brainsci10120966

    Web of Science

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  • Endpoint stiffness magnitude increases linearly with a stronger power grasp 査読

    A. Takagi, G. Xiong, H. Kambara, Y. Koike

    Scientific Reports   2020年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-019-57267-0

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  • Generation of diverse insect-like gait patterns using networks of coupled Rössler systems. 国際誌

    Shunki Kitsunai, Woorim Cho, Chihiro Sano, Supat Saetia, Zixuan Qin, Yasuharu Koike, Mattia Frasca, Natsue Yoshimura, Ludovico Minati

    Chaos (Woodbury, N.Y.)   30 ( 12 )   123132 - 123132   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The generation of walking patterns is central to bio-inspired robotics and has been attained using methods encompassing diverse numerical as well as analog implementations. Here, we demonstrate the possibility of synthesizing viable gaits using a paradigmatic low-dimensional non-linear entity, namely, the Rössler system, as a dynamical unit. Through a minimalistic network wherein each instance is univocally associated with one leg, it is possible to readily reproduce the canonical gaits as well as generate new ones via changing the coupling scheme and the associated delays. Varying levels of irregularity can be introduced by rendering individual systems or the entire network chaotic. Moreover, through tailored mapping of the state variables to physical angles, adequate leg trajectories can be accessed directly from the coupled systems. The functionality of the resulting generator was confirmed in laboratory experiments by means of an instrumented six-legged ant-like robot. Owing to their simple form, the 18 coupled equations could be rapidly integrated on a bare-metal microcontroller, leading to the demonstration of real-time robot control navigating an arena using a brain-machine interface.

    DOI: 10.1063/5.0021694

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  • Generic Rotating-Frame-Based Approach to Chaos Generation in Nonlinear Micro- and Nanoelectromechanical System Resonators. 国際誌

    Samer Houri, Motoki Asano, Hiroshi Yamaguchi, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Ludovico Minati

    Physical review letters   125 ( 17 )   174301 - 174301   2020年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This Letter provides a low-power method for chaos generation that is generally applicable to nonlinear micro- and nanoelectromechanical systems (MNEMS) resonators. The approach taken is independent of the material, scale, design, and actuation of the device in question; it simply assumes a good quality factor and a Duffing type nonlinearity, features that are commonplace to MNEMS resonators. The approach models the rotating-frame dynamics to analytically constrain the parameter space required for chaos generation. By leveraging these common properties of MNEMS devices, a period-doubling route to chaos is generated using smaller forcing than typically reported in the literature.

    DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.174301

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  • Independent Components of EEG Activity Correlating with Emotional State. 国際誌

    Yasuhisa Maruyama, Yousuke Ogata, Laura A Martínez-Tejada, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura

    Brain sciences   10 ( 10 )   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Among brain-computer interface studies, electroencephalography (EEG)-based emotion recognition is receiving attention and some studies have performed regression analyses to recognize small-scale emotional changes; however, effective brain regions in emotion regression analyses have not been identified yet. Accordingly, this study sought to identify neural activities correlating with emotional states in the source space. We employed independent component analysis, followed by a source localization method, to obtain distinct neural activities from EEG signals. After the identification of seven independent component (IC) clusters in a k-means clustering analysis, group-level regression analyses using frequency band power of the ICs were performed based on Russell's valence-arousal model. As a result, in the regression of the valence level, an IC cluster located in the cuneus predicted both high- and low-valence states and two other IC clusters located in the left precentral gyrus and the precuneus predicted the low-valence state. In the regression of the arousal level, the IC cluster located in the cuneus predicted both high- and low-arousal states and two posterior IC clusters located in the cingulate gyrus and the precuneus predicted the high-arousal state. In this proof-of-concept study, we revealed neural activities correlating with specific emotional states across participants, despite individual differences in emotional processing.

    DOI: 10.3390/brainsci10100669

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  • When 90% of the variance is not enough: residual EMG from muscle synergy extraction influences task performance. 国際誌

    Victor R Barradas, Jason J Kutch, Toshihiro Kawase, Yasuharu Koike, Nicolas Schweighofer

    Journal of neurophysiology   123 ( 6 )   2180 - 2190   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Muscle synergies are usually identified via dimensionality reduction techniques, such that the identified synergies reconstruct the muscle activity to an accuracy level defined heuristically, often set to 90% of the variance. Here, we question the assumption that the residual muscle activity not explained by the synergies is due to noise. We hypothesize instead that the residual activity is not entirely random and can influence the execution of motor tasks. Young healthy subjects performed an isometric reaching task in which the surface electromyography of 10 arm muscles was mapped onto a two-dimensional force used to control a cursor. Three to five synergies explained 90% of the variance in muscle activity. We altered the muscle-force mapping via "hard" and "easy" virtual surgeries. Whereas in both surgeries the forces associated with synergies spanned the same dimension of the virtual environment, the muscle-force mapping was as close as possible to the initial mapping in the easy surgery; in contrast, it was as far as possible in the hard surgery. This design maximized potential differences in reaching errors attributable to residual activity. Results show that the easy surgery produced smaller directional errors than the hard surgery. Additionally, simulations of surgeries constructed with 1 to 10 synergies show that the errors in the easy and hard surgeries differ significantly for up to 8 synergies, which explains 98% of the variance on average. Our study thus indicates the need for cautious interpretations of results derived from synergy extraction techniques based on heuristics with lenient accuracy levels.NEW & NOTEWORTHY The muscle synergy hypothesis posits that the central nervous system simplifies motor control by grouping muscles into modules. Current techniques use dimensionality reduction, such that the identified synergies reconstruct 90% of the muscle activity. We show that residual muscle activity following such identification can have a large systematic effect on movements, even when the number of synergies approaches the number of muscles. Current synergy extraction techniques must therefore be updated to identify true physiological synergies.

    DOI: 10.1152/jn.00472.2019

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  • Brain condition may mediate the association between training and work engagement. 査読 国際誌

    Keisuke Kokubun, Yousuke Ogata, Yasuharu Koike, Yoshinori Yamakawa

    Scientific reports   10 ( 1 )   6848 - 6848   2020年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Over the past two decades, the number of studies on work engagement has increased rapidly. Work engagement refers to a positive, affective-motivational state of high energy combined with high levels of dedication and a strong focus on work, leading to various work-related outcomes, including higher work performance. Several studies have indicated that training or coaching may increase work engagement, but other studies have shown contradicting results. These inconsistencies may be due to the indirectness between training/coaching and work engagement. Therefore, we investigated the relationship between training and brain structure as well as between brain structure and work engagement in cognitively normal participants. Brain structure was assessed using neuroimaging-derived measures, including the gray-matter brain healthcare quotient (GM-BHQ) and the fractional-anisotropy brain healthcare quotient (FA-BHQ), which are approved as the international standard (H.861.1) by ITU-T. Work engagement was assessed using the Utrecht Work Engagement Scale. To validate and enrich the analysis, we employed another two representative questionnaires, which are known to be close to but different from work engagement: The Social interaction Anxiety Scale and the Maslach Burnout Inventory-General Survey to gauge the levels of human relation ineffectiveness and burnout. The latter scale is subdivided into three variables including "Exhaustion," "Cynicism," and "Professional Efficacy." The results of the present study indicate that training is associated with an increase of FA-BHQ scores, and that an increase of the FA-BHQ scores is associated with an increase in Work Engagement and a decrease in Cynicism. On the other hand, the training with coaching was associated with a decrease in Interaction Anxiety. However, no correlation was observed for training with Work Engagement or the subscales of Burnout. Likewise, no correlation was observed for FA-BHQ with Exhaustion, Professional Efficacy, and Interaction Anxiety. The results of the current research provide the possibility to use brain information to evaluate training effectiveness from the viewpoint of neuroscience.

    DOI: 10.1038/s41598-020-63711-3

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  • Analysis of Personality and EEG Features in Emotion Recognition Using Machine Learning Techniques to Classify Arousal and Valence Labels

    Laura Alejandra Martínez-Tejada, Yasuhisa Maruyama, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Machine Learning and Knowledge Extraction   2 ( 2 )   99 - 124   2020年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    We analyzed the contribution of electroencephalogram (EEG) data, age, sex, and personality traits to emotion recognition processes—through the classification of arousal, valence, and discrete emotions labels—using feature selection techniques and machine learning classifiers. EEG traits and age, sex, and personality traits were retrieved from a well-known dataset—AMIGOS—and two sets of traits were built to analyze the classification performance. We found that age, sex, and personality traits were not significantly associated with the classification of arousal, valence and discrete emotions using machine learning. The added EEG features increased the classification accuracies (compared with the original report), for arousal and valence labels. Classification of arousal and valence labels achieved higher than chance levels; however, they did not exceed 70% accuracy in the different tested scenarios. For discrete emotions, the mean accuracies and the mean area under the curve scores were higher than chance; however, F1 scores were low, implying that several false positives and false negatives were present. This study highlights the performance of EEG traits, age, sex, and personality traits using emotion classifiers. These findings could help to understand the traits relationship in a technological and data level for personalized human-computer interactions systems.

    DOI: 10.3390/make2020007

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  • Development of Multi-sensor Array Electrodes for Measurement of Deeper Muscle Activation

    Yasuharu Koike, Yeongdae Kim, Sorawit Stapornchaisit, Zixuan Qin, Toshihiro Kawase, Natsue Yoshimura

    Sensors and Materials   32 ( 3 )   959 - 959   2020年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MYU K.K.  

    DOI: 10.18494/sam.2020.2636

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  • Classifier comparison using EEG features for emotion recognition process

    Laura Alejandra Martinez-Tejada, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    SAMI 2020 - IEEE 18th World Symposium on Applied Machine Intelligence and Informatics, Proceedings   225 - 229   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    DOI: 10.1109/SAMI48414.2020.9108746

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  • Muscle Synergy and Musculoskeletal Model-Based Continuous Multi-Dimensional Estimation of Wrist and Hand Motions. 査読 国際誌

    Yeongdae Kim, Sorawit Stapornchaisit, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Journal of healthcare engineering   2020   5451219 - 5451219   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In this study, seven-channel electromyography signal-based two-dimensional wrist joint movement estimation with and without handgrip motions was carried out. Electromyography signals were analyzed using the synergy-based linear regression model and musculoskeletal model; they were subsequently compared with respect to single and combined wrist joint movements and handgrip. Using each one of wrist motion and grip trial as a training set, the synergy-based linear regression model exhibited a statistically significant performance with 0.7891 ± 0.0844 Pearson correlation coefficient (r) value in two-dimensional wrist motion estimation compared with 0.7608 ±  0.1037 r value of the musculoskeletal model. Estimates on the grip force produced 0.8463 ± 0.0503 r value with 0.2559 ± 0.1397 normalized root-mean-square error of the wrist motion range. This continuous wrist and handgrip estimation can be considered when electromyography-based multi-dimensional input signals in the prosthesis, virtual interface, and rehabilitation are needed.

    DOI: 10.1155/2020/5451219

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  • Videogame design as a elicit tool for emotion recognition experiments.

    Laura Alejandra Martínez-Tejada, Alex Puertas González, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics(SMC)   4320 - 4326   2020年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/SMC42975.2020.9283321

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/smc/smc2020.html#Martinez-Tejada20

  • Development of multi-sensor array electrodes for measurement of deeper muscle activation

    Yasuharu Koike, Yeongdae Kim, Sorawit Stapornchaisit, Zixuan Qin, Toshihiro Kawase, Natsue Yoshimura

    Sensors and Materials   32 ( 3 )   959 - 966   2020年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.18494/SAM.2020.2636

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  • Assessment of event-related potential of independent components for intended direction classification.

    Hyeonseok Kim, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics(SMC)   3484 - 3487   2020年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/SMC42975.2020.9283342

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/smc/smc2020.html#KimYK20

  • The Effect of ICA and Non-negative Matrix Factorization Analysis for EMG Signals Recorded From Multi-Channel EMG Sensors. 国際誌

    Yeongdae Kim, Sorawit Stapornchaisit, Makoto Miyakoshi, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neuroscience   14   600804 - 600804   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Surface electromyography (EMG) measurements are affected by various noises such as power source and movement artifacts and adjacent muscle activities. Hardware solutions have been found that use multi-channel EMG signal to attenuate noise signals related to sensor positions. However, studies addressing the overcoming of crosstalk from EMG and the division of overlaid superficial and deep muscles are scarce. In this study, two signal decompositions-independent component analysis and non-negative matrix factorization-were used to create a low-dimensional input signal that divides noise, surface muscles, and deep muscles and utilizes them for movement classification based on direction. In the case of index finger movement, it was confirmed that the proposed decomposition method improved the classification performance with the least input dimensions. These results suggest a new method to analyze more dexterous movements of the hand by separating superficial and deep muscles in the future using multi-channel EMG signals.

    DOI: 10.3389/fnins.2020.600804

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  • Behavioral and physiological correlates of kinetically tracking a chaotic target. 国際誌

    Atsushi Takagi, Ryoga Furuta, Supat Saetia, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Ludovico Minati

    PloS one   15 ( 9 )   e0239471   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Humans can innately track a moving target by anticipating its future position from a brief history of observations. While ballistic trajectories can be readily extrapolated, many natural and artificial systems are governed by more general nonlinear dynamics and, therefore, can produce highly irregular motion. Yet, relatively little is known regarding the behavioral and physiological underpinnings of prediction and tracking in the presence of chaos. Here, we investigated in lab settings whether participants could manually follow the orbit of a paradigmatic chaotic system, the Rössler equations, on the (x,y) plane under different settings of a control parameter, which determined the prominence of transients in the target position. Tracking accuracy was negatively related to the level of unpredictability and folding. Nevertheless, while participants initially reacted to the transients, they gradually learned to anticipate it. This was accompanied by a decrease in muscular co-contraction, alongside enhanced activity in the theta and beta EEG bands for the highest levels of chaoticity. Furthermore, greater phase synchronization of breathing was observed. Taken together, these findings point to the possible ability of the nervous system to implicitly learn topological regularities even in the context of highly irregular motion, reflecting in multiple observables at the physiological level.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0239471

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  • Investigation of Delayed Response during Real-Time Cursor Control Using Electroencephalography. 査読 国際誌

    Hyeonseok Kim, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Journal of healthcare engineering   2020   1418437 - 1418437   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Error-related brain activation has been investigated for advanced brain-machine interfaces (BMI). However, how a delayed response of cursor control in BMI systems should be handled is not clear. Therefore, the purpose of this study was to investigate how participants responded to delayed cursor control. Six subjects participated in the experiment and performed a wrist-bending task. For three distinct delay intervals (an interval where participants could not perceive the delay, an interval where participants could not be sure whether there was a delay or not, and an interval where participants could perceive the delay), we assessed two types of binary classifications ("Yes + No" vs. "I don't know" and "Yes" vs. "No") based on participants' responses and applied delay times (thus, four types of classification, overall). For most participants, the "Yes vs. No" classification had higher accuracy than "Yes + No" vs. "I don't know" classification. For the "Yes + No" vs. "I don't know" classification, most participants displayed higher accuracy based on response classification than delay classification. Our results demonstrate that a class only for "I don't know" largely contributed to these differences. Many independent components (ICs) that exhibited high accuracy in "Yes + No" vs. "I don't know" response classification were associated with activation of areas from the frontal to parietal lobes, while many ICs that showed high accuracy in the "Yes vs. No" classification were associated with activation of an area ranging from the parietal to the occipital lobes and were more broadly localized in cortical regions than was seen for the "Yes + No" vs. "I don't know" classification. Our results suggest that small and large delays in real-time cursor control differ not only in the magnitude of the delay but should be handled as distinct information in different ways and might involve differential processing in the brain.

    DOI: 10.1155/2020/1418437

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  • Distributed Sensing Via Inductively Coupled Single-Transistor Chaotic Oscillators: A New Approach and Its Experimental Proof-of-Concept 査読

    Ludovico Minati, Korkut Kaan Tokgoz, Mattia Frasca, Yasuharu Koike, Jacopo Iannacci, Natsue Yoshimura, Kazuya Masu, Hiroyuki Ito

    IEEE Access   8   36536 - 36555   2020年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE})  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2976139

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  • Group representative brain connectivity model of episodic encoding using large fMRI dataset

    Supat Saetia, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Journal of Physics: Conference Series   1379 ( 1 )   2019年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Physics Publishing  

    DOI: 10.1088/1742-6596/1379/1/012058

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  • Increase in grasp force reflects a desire to improve movement precision

    A. Takagi, H. Kambara, Y. Koike

    eNeuro   6 ( 4 )   2019年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Society for Neuroscience  

    DOI: 10.1523/ENEURO.0095-19.2019

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  • Warped phase coherence: An empirical synchronization measure combining phase and amplitude information. 査読 国際誌

    Ludovico Minati, Natsue Yoshimura, Mattia Frasca, Stanisław Drożdż, Yasuharu Koike

    Chaos (Woodbury, N.Y.)   29 ( 2 )   021102 - 021102   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The entrainment between weakly coupled nonlinear oscillators, as well as between complex signals such as those representing physiological activity, is frequently assessed in terms of whether a stable relationship is detectable between the instantaneous phases extracted from the measured or simulated time-series via the analytic signal. Here, we demonstrate that adding a possibly complex constant value to this normally null-mean signal has a non-trivial warping effect. Among other consequences, this introduces a level of sensitivity to the amplitude fluctuations and average relative phase. By means of simulations of Rössler systems and experiments on single-transistor oscillator networks, it is shown that the resulting coherence measure may have an empirical value in improving the inference of the structural couplings from the dynamics. When tentatively applied to the electroencephalogram recorded while performing imaginary and real movements, this straightforward modification of the phase locking value substantially improved the classification accuracy. Hence, its possible practical relevance in brain-computer and brain-machine interfaces deserves consideration.

    DOI: 10.1063/1.5082749

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  • Clinical Application of Implantable Brain Machine Interfaces

    Masayuki Hirata, Seiji Kameda, Jason Palmer, Hiroshi Ando, Takafumi Suzuki, Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi, Yasuharu Koike

    Proceedings - 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, SMC 2018   119 - 122   2019年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    DOI: 10.1109/SMC.2018.00031

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  • Connectivity Influences on Nonlinear Dynamics in Weakly-Synchronized Networks: Insights From Rössler Systems, Electronic Chaotic Oscillators, Model and Biological Neurons 査読

    Ludovico Minati, Hiroyuki Ito, Alessio Perinelli, Leonardo Ricci, Luca Faes, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike, Mattia Frasca

    IEEE Access   7   174793 - 174821   2019年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers ({IEEE})  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2957014

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  • Current-Starved Cross-Coupled CMOS Inverter Rings as Versatile Generators of Chaotic and Neural-Like Dynamics Over Multiple Frequency Decades.

    Ludovico Minati, Mattia Frasca, Natsue Yoshimura, Leonardo Ricci, Pawel Oswiecimka, Yasuharu Koike, Kazuya Masu, Hiroyuki Ito

    IEEE Access   7   54638 - 54657   2019年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2912903

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  • Robust Logistic Regression against Attribute and Label Outliers via Information Theoretic Learning.

    Yuanhao Li, Badong Chen, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    CoRR   abs/1909.02707   2019年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/journals/corr/corr1909.html#abs-1909-02707

  • A Decision-Theoretic Model of Behavior Change. 国際誌

    Kaosu Matsumori, Kazuki Iijima, Yasuharu Koike, Kenji Matsumoto

    Frontiers in psychology   10   1042 - 1042   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Undesirable habitual or addictive behaviors are often difficult to change. The issue of "behavior change" has long been studied in various research fields. Several models for behavior change have converged to the hypothesis that attitudes, norms, and self-efficacy are important determinants of intentions and behavior. To improve the accuracy of behavior-change models, some researchers have tried to combine behavioral economics models with existing models for behavior change. However, these attempts have failed because the existing models [e.g., Theory of Planned Behavior (TPB)] are not consistent with Expected Utility Theory (EUT), which underlies various behavioral economics models. In the present paper, we clarify the corresponding components between existing models for behavior change and EUT, and propose a new model, the Decision-Theoretic Model of behavior change (DTM), which is a natural extension of ordinary EUT.

    DOI: 10.3389/fpsyg.2019.01042

    PubMed

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  • Classification of Movement Intention Using Independent Components of Premovement EEG. 国際誌

    Hyeonseok Kim, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in human neuroscience   13   63 - 63   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Many previous studies on brain-machine interfaces (BMIs) have focused on electroencephalography (EEG) signals elicited during motor-command execution to generate device commands. However, exploiting pre-execution brain activity related to movement intention could improve the practical applicability of BMIs. Therefore, in this study we investigated whether EEG signals occurring before movement execution could be used to classify movement intention. Six subjects performed reaching tasks that required them to move a cursor to one of four targets distributed horizontally and vertically from the center. Using independent components of EEG acquired during a premovement phase, two-class classifications were performed for left vs. right trials and top vs. bottom trials using a support vector machine. Instructions were presented visually (test) and aurally (condition). In the test condition, accuracy for a single window was about 75%, and it increased to 85% in classification using two windows. In the control condition, accuracy for a single window was about 73%, and it increased to 80% in classification using two windows. Classification results showed that a combination of two windows from different time intervals during the premovement phase improved classification performance in the both conditions compared to a single window classification. By categorizing the independent components according to spatial pattern, we found that information depending on the modality can improve classification performance. We confirmed that EEG signals occurring during movement preparation can be used to control a BMI.

    DOI: 10.3389/fnhum.2019.00063

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  • Characteristics of Kinematic Parameters in Decoding Intended Reaching Movements Using Electroencephalography (EEG). 国際誌

    Hyeonseok Kim, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neuroscience   13   1148 - 1148   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The utility of premovement electroencephalography (EEG) for decoding movement intention during a reaching task has been demonstrated. However, the kind of information the brain represents regarding the intended target during movement preparation remains unknown. In the present study, we investigated which movement parameters (i.e., direction, distance, and positions for reaching) can be decoded in premovement EEG decoding. Eight participants performed 30 types of reaching movements that consisted of 1 of 24 movement directions, 7 movement distances, 5 horizontal target positions, and 5 vertical target positions. Event-related spectral perturbations were extracted using independent components, some of which were selected via an analysis of variance for further binary classification analysis using a support vector machine. When each parameter was used for class labeling, all possible binary classifications were performed. Classification accuracies for direction and distance were significantly higher than chance level, although no significant differences were observed for position. For the classification in which each movement was considered as a different class, the parameters comprising two vectors representing each movement were analyzed. In this case, classification accuracies were high when differences in distance were high, the sum of distances was high, angular differences were large, and differences in the target positions were high. The findings further revealed that direction and distance may provide the largest contributions to movement. In addition, regardless of the parameter, useful features for classification are easily found over the parietal and occipital areas.

    DOI: 10.3389/fnins.2019.01148

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  • Finger Angle Estimation From Array EMG System Using Linear Regression Model With Independent Component Analysis. 国際誌

    Sorawit Stapornchaisit, Yeongdae Kim, Atsushi Takagi, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Frontiers in neurorobotics   13   75 - 75   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Surface ElectroMyoGraphy (EMG) signals from the forearm used in prosthetic hand and finger control systems require precise anatomy data of finger muscles that are small and located deep within the forearm. The main problem of this method is that the signal quality depends on the placement of EMG sensor, which can significantly affects the accuracy and precision to estimate joint angles or forces. Moreover, in case of amputees, the location of finger muscles is unknown and needed to be identified manually for EMG recording. As a result, most modern prosthetic hands utilize limited number of muscles with pattern recognition to control finger according to pre-defined grip which is unable to mimic natural finger motion. To address such issue, we used array EMG sensors to obtain EMG signals from all possible positions on the forearm and applied regression method to produce natural finger motion. The signals were analyzed using independent component analysis (ICA) to find the best-fitted independent component (IC) that matches the anatomical data taken after the experiment. Next, from the IC and EMG signals, finger angles were estimated using linear regression model (LRM). Each finger was assigned EMG and IC component for flexion and extension muscles, to assess the possibility of controlling each finger angle separately. We compared the joint angles of each finger between calculated from IC and EMG by correlation coefficients (CC) for all fingers. The average CC values were higher than 0.7, demonstrating the strength of the linear relationship. The different between IC and EMG methods suggests that the IC method can reduce noise and increase the signal to noise ratio. The performance of ICA method showed higher CC value at around 0.2 ± 0.10. In order to confirm the performance of ICA method, we also tested mathematical musculoskeletal model (MSM). The result from this study showed that not only array EMG sensors with ICA significantly improve the quality of signal detected from forearm but also reduce problems of conventional EMG sensors and consequently improve the performance of regression method to imitate natural finger motion.

    DOI: 10.3389/fnbot.2019.00075

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/journals/finr/finr13.html#StapornchaisitK19

  • Reduced Effort Does Not Imply Slacking: Responsiveness to Error Increases With Robotic Assistance. 国際誌

    Atsushi Takagi, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering : a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society   26 ( 7 )   1363 - 1370   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In both neurorehabilitation and functional augmentation, the patient or the user's muscular effort diminishes when the movement of their limb is supported by a robot. Is this relaxation a result of "slacking" by letting the robot take-over the movement, resulting in less responsiveness in the task? To address this question, we tested subjects who controlled a virtual cursor isometrically to track a moving target without and with different assistants. We measured the force applied by the subject as a metric for effort and estimated their control gain as the metric for responsiveness in the task. Although subjects applied less force with position assistance, the norm of the control gain increased with all assistants, i.e., they applied proportionately larger forces for the same difference between the cursor and the target states. Furthermore, assisting velocity errors improved baseline performance without reducing effort. Though all assistants improved task performance, the control gain adapted differently to position and velocity assistance. Position assistance was exploited to accurately track the target, whereas velocity assistance was treated as a disturbance, and was effectively nullified as it prevented submovements that minimized positional error. Our results show that robotic assistance increases task responsiveness in healthy individuals and that assisting velocity errors could boost patient performance without reducing their motor effort.

    DOI: 10.1109/TNSRE.2018.2836341

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  • Effect of the EEG sensor number on the current-source decoder performance based on a variational Bayesian method (VBMEG) 査読

    Alejandra Mejia Tobar, Yousuke Ogata, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura

    Int J Eng Res Allied Sci   5 ( 3 )   25 - 29   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Utilizing sensory prediction errors for movement intention decoding: A new methodology. 査読 国際誌

    Gowrishankar Ganesh, Keigo Nakamura, Supat Saetia, Alejandra Mejia Tobar, Eiichi Yoshida, Hideyuki Ando, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Science advances   4 ( 5 )   eaaq0183   2018年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science ({AAAS})  

    We propose a new methodology for decoding movement intentions of humans. This methodology is motivated by the well-documented ability of the brain to predict sensory outcomes of self-generated and imagined actions using so-called forward models. We propose to subliminally stimulate the sensory modality corresponding to a user's intended movement, and decode a user's movement intention from his electroencephalography (EEG), by decoding for prediction errors-whether the sensory prediction corresponding to a user's intended movement matches the subliminal sensory stimulation we induce. We tested our proposal in a binary wheelchair turning task in which users thought of turning their wheelchair either left or right. We stimulated their vestibular system subliminally, toward either the left or the right direction, using a galvanic vestibular stimulator and show that the decoding for prediction errors from the EEG can radically improve movement intention decoding performance. We observed an 87.2% median single-trial decoding accuracy across tested participants, with zero user training, within 96 ms of the stimulation, and with no additional cognitive load on the users because the stimulation was subliminal.

    DOI: 10.1126/sciadv.aaq0183

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  • Versatile Locomotion Control of a Hexapod Robot Using a Hierarchical Network of Nonlinear Oscillator Circuits 査読

    Ludovico Minati, Mattia Frasca, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    IEEE Access   6   8042 - 8065   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2799145

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  • Decoding of ankle flexion and extension from cortical current sources estimated from non-invasive brain activity recording methods 査読

    Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Yousuke Ogata, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura

    Frontiers in Neuroscience   11   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fnins.2017.00733

    Web of Science

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  • Control of a Robot Arm Using Decoded Joint Angles from Electrocorticograms in Primate. 査読 国際誌

    Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Computational intelligence and neuroscience   2018 ( 2580165 )   2580165 - 2580165   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Electrocorticogram (ECoG) is a well-known recording method for the less invasive brain machine interface (BMI). Our previous studies have succeeded in predicting muscle activities and arm trajectories from ECoG signals. Despite such successful studies, there still remain solving works for the purpose of realizing an ECoG-based prosthesis. We suggest a neuromuscular interface to control robot using decoded muscle activities and joint angles. We used sparse linear regression to find the best fit between band-passed ECoGs and electromyograms (EMG) or joint angles. The best coefficient of determination for 100 s continuous prediction was 0.6333 ± 0.0033 (muscle activations) and 0.6359 ± 0.0929 (joint angles), respectively. We also controlled a 4 degree of freedom (DOF) robot arm using only decoded 4 DOF angles from the ECoGs in this study. Consequently, this study shows the possibility of contributing to future advancements in neuroprosthesis and neurorehabilitation technology.

    DOI: 10.1155/2018/2580165

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    その他リンク: https://www.hindawi.com/journals/cin/2018/2580165/cta/

  • A Biased Bayesian Inference for Decision-Making and Cognitive Control. 国際誌

    Kaosu Matsumori, Yasuharu Koike, Kenji Matsumoto

    Frontiers in neuroscience   12   734 - 734   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Although classical decision-making studies have assumed that subjects behave in a Bayes-optimal way, the sub-optimality that causes biases in decision-making is currently under debate. Here, we propose a synthesis based on exponentially-biased Bayesian inference, including various decision-making and probability judgments with different bias levels. We arrange three major parameter estimation methods in a two-dimensional bias parameter space (prior and likelihood), of the biased Bayesian inference. Then, we discuss a neural implementation of the biased Bayesian inference on the basis of changes in weights in neural connections, which we regarded as a combination of leaky/unstable neural integrator and probabilistic population coding. Finally, we discuss mechanisms of cognitive control which may regulate the bias levels.

    DOI: 10.3389/fnins.2018.00734

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  • Decoding finger movement in humans using synergy of EEG cortical current signals. 査読 国際誌

    Natsue Yoshimura, Hayato Tsuda, Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Scientific reports   7 ( 1 )   11382 - 11382   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-09770-5

    Web of Science

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  • Decoding of emotional responses to user-unfriendly computer interfaces via electroencephalography signals

    Natsue Yoshimura, Natsue Yoshimura, Natsue Yoshimura, Osamu Koga, Yu Katsui, Yousuke Ogata, Yousuke Ogata, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike, Yasuharu Koike

    Acta IMEKO   6   93 - 98   2017年7月

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  • Mapping ECoG channel contributions to trajectory and muscle activity prediction in human sensorimotor cortex. 査読 国際誌

    Yasuhiko Nakanishi, Takufumi Yanagisawa, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masataka Tanaka, Ryohei Fukuma, Haruhiko Kishima, Masayuki Hirata, Yasuharu Koike

    Scientific reports   7   45486 - 45486   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep45486

    Web of Science

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  • A hybrid BMI-based exoskeleton for paresis: EMG control for assisting arm movements. 査読 国際誌

    Toshihiro Kawase, Takeshi Sakurada, Yasuharu Koike, Kenji Kansaku

    Journal of neural engineering   14 ( 1 )   016015 - 016015   2017年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1741-2552/aa525f

    Web of Science

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  • Decoding of Ankle Flexion and Extension from Cortical Current Sources Estimated from Non-invasive Brain Activity Recording Methods. 査読 国際誌

    Alejandra Mejia Tobar, Rikiya Hyoudou, Kahori Kita, Tatsuhiro Nakamura, Hiroyuki Kambara, Yousuke Ogata, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura

    Frontiers in neuroscience   11   733 - 733   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media S.A.  

    DOI: 10.3389/fnins.2017.00733

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  • Controlling an electromyography-based power-assist device for the wrist using electroencephalography cortical currents 査読

    Kawase, Toshihiro, Yoshimura, Natsue, Kambara, Hiroyuki, Koike, Yasuharu

    Advanced Robotics   31 ( 1-2 )   2017年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/01691864.2016.1215935

    Web of Science

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  • 社会的認知理論および計画的行動理論の数理モデル

    松森 嘉織好, 蓬田 幸人, 村山 航, 小池 康晴, 松元 健二

    日本公衆衛生学会総会抄録集   75回   241 - 241   2016年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本公衆衛生学会  

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  • Data for behavioral results and brain regions showing a time effect during pair-association retrieval. 査読 国際誌

    Koji Jimura, Satoshi Hirose, Hiroyuki Wada, Yasunori Yoshizawa, Yoshio Imai, Masaaki Akahane, Toru Machida, Ichiro Shirouzu, Yasuharu Koike, Seiki Konishi

    Data in brief   8   891 - 3   2016年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier Inc.  

    DOI: 10.1016/j.dib.2016.06.054

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  • Relatedness-dependent rapid development of brain activity in anterior temporal cortex during pair-association retrieval. 査読 国際誌

    Koji Jimura, Satoshi Hirose, Hiroyuki Wada, Yasunori Yoshizawa, Yoshio Imai, Masaaki Akahane, Toru Machida, Ichiro Shirouzu, Yasuharu Koike, Seiki Konishi

    Neuroscience letters   627   24 - 9   2016年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neulet.2016.05.044

    Web of Science

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  • Decoding of Covert Vowel Articulation Using Electroencephalography Cortical Currents 査読

    Natsue Yoshimura, Atsushi Nishimoto, Abdelkader Nasreddine Belkacem, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike

    FRONTIERS IN NEUROSCIENCE   10   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fnins.2016.00175

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  • Individualistic weight perception from motion on a slope 査読

    K. Zintus-art, D. Shin, H. Kambara, N. Yoshimura, Y. Koike

    SCIENTIFIC REPORTS   6 ( 25432 )   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep25432

    Web of Science

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  • Decoding of Covert Vowel Articulation Using Electroencephalography Cortical Currents. 査読 国際誌

    Natsue Yoshimura, Atsushi Nishimoto, Abdelkader Nasreddine Belkacem, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike

    Frontiers in neuroscience   10 ( May )   175 - 175   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fnins.2016.00175

    Web of Science

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  • Hybrid Control of a Vision-Guided Robot Arm by EOG, EMG, EEG Biosignals and Head Movement Acquired via a Consumer-Grade Wearable Device 査読

    Minati, Ludovico, Yoshimura, Natsue, Koike, Yasuharu

    IEEE Access   4   2016年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ACCESS.2017.2647851

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  • An anatomy of shikakes. 査読

    Yasuhiro Yamamoto, Kumiyo Nakakoji, Toshio Kawashima, Ken-ichi Kimura, Yasuharu Koike

    AI Soc.   30 ( 4 )   431 - 442   2015年11月

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  • Real-time Control of Video Game with Eye Movements for Asynchronous and Non-invasive BCI Based on EEG 査読

    Abdelkader Nasreddine Belkacem, Supat Saetia, Kalanyu Zintus-art, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Nasreddine Berrached, Yasuharu Koike

    Computational Intelligence and Neuroscience   2015 ( 653639 )   653639   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1155/2015/653639

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  • Erratum: Online classification algorithm for eye-movement-based communication systems using two temporal EEG sensors (Biomedical Signal Processing and Control (2015) 16 (40-47)) 査読

    Abdelkader Nasreddine Belkacem, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Biomedical Signal Processing and Control   19   137   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier Ltd  

    DOI: 10.1016/j.bspc.2015.01.006

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  • 力覚提示によるストリートダンス訓練システムの提案と開発

    赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告   115   25 - 30   2015年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26540104/

  • Real-Time Control of a Video Game Using Eye Movements and Two Temporal EEG Sensors. 査読 国際誌

    Abdelkader Nasreddine Belkacem, Supat Saetia, Kalanyu Zintus-art, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Nasreddine Berrached, Yasuharu Koike

    Computational intelligence and neuroscience   2015   653639 - 653639   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1155/2015/653639

    Web of Science

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  • Online classification algorithm for eye-movement-based communication systems using two temporal EEG sensors 査読

    Belkacem, Abdelkader Nasreddine, Shin, Duk, Kambara, Hiroyuki, Yoshimura, Natsue, Koike, Yasuharu

    Biomedical Signal Processing and Control   16   2015年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bspc.2014.10.005

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  • Enhancement of visual attention precedes the emergence of novel metaphor interpretations. 査読 国際誌

    Asuka Terai, Masanori Nakagawa, Takashi Kusumi, Yasuharu Koike, Koji Jimura

    Frontiers in psychology   6   892 - 892   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fpsyg.2015.00892

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  • 巻頭言:特集号「健康・医療・福祉・生命の分野における計測・制御・システム技術」について 査読

    福岡 豊, 田中 志信, 片山 統裕, 太田 裕治, 小池 康晴, 野村 泰伸

    計測自動制御学会論文集   51 ( 8 )   519 - 519   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 計測自動制御学会  

    DOI: 10.9746/sicetr.51.519

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  • Evaluation of usability for cursor control from electroencephalography

    Osamu Koga, Natsue Yoshimura, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    XXI IMEKO World Congress "Measurement in Research and Industry"   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IMEKO-International Measurement Federation Secretariat  

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  • Multi Kinect Cameras Setup for Skeleton based Action Recognition 査読

    Prisana Phonsing, Satawat Laoarphakun, Somying Thainimit, Rachaporn Keinprasit, Yasuharu Koike

    2015 6TH INTERNATIONAL CONFERENCE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY FOR EMBEDDED SYSTEMS (IC-ICTES)   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Bilateral Control in Delta Robot by using Jacobian matrix 査読

    Sorawit Stapornchaisit, Chowarit Mitsantisuk, Nattapon Chayopitak, Yasuharu Koike

    2015 6TH INTERNATIONAL CONFERENCE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY FOR EMBEDDED SYSTEMS (IC-ICTES)   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Dissociable neural representations of wrist motor coordinate frames in human motor cortices. 査読 国際誌

    Natsue Yoshimura, Koji Jimura, Charles Sayo DaSalla, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Takashi Hanakawa, Yasuharu Koike

    NeuroImage   97   53 - 61   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuroimage.2014.04.046

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  • Decoding fingertip trajectory from electrocorticographic signals in humans. 査読 国際誌

    Yasuhiko Nakanishi, Takufumi Yanagisawa, Duk Shin, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Ryohei Fukuma, Haruhiko Kishima, Masayuki Hirata, Yasuharu Koike

    Neuroscience research   85   20 - 7   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2014.05.005

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  • Late enhancement of brain-behavior correlations during response inhibition 査読

    Koji Jimura, Satoshi Hirose, Akira Kunimatsu, Kuni Ohtomo, Yasuharu Koike, Seiki Konishi

    Neuroscience   274   383 - 392   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.05.058

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  • Decoding grasp force profile from electrocorticography signals in non-human primate sensorimotor cortex. 査読 国際誌

    Chao Chen, Duk Shin, Hidenori Watanabe, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    Neuroscience research   83   1 - 7   2014年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2014.03.010

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  • Decoding of Kinetic and Kinematic Information from Electrocorticograms in Sensorimotor Cortex: a Review 招待 査読

    Duk Shin, Yasuhiko Nakanishi, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    International Journal of Neurorehabilitation   1 ( 1 )   102   2014年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Control of a Brick-breaking Game using Electromyogram 査読

    Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yousun Kang, Yasuharu Koike

    International Journal of Engineering and Technology   6 ( 2 )   128 - 131   2014年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Robot System for Rehabilitation of Wrist Using Bilateral Control Base on Disturbance Observer 査読

    Saran Jarudamrongsak, Chowarit Mitsantisuk, P. Bunnun, Yasuharu Koike

    2014 INTERNATIONAL ELECTRICAL ENGINEERING CONGRESS (IEECON)   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Classification of four eye directions from EEG signals for eye-movement-based communication systems 査読

    Belkacem, Abdelkader Nasreddine, Hirose, Hideaki, Yoshimura, Natsue, Shin, Duk, Koike, Yasuharu

    Journal of Medical and Biological Engineering   34 ( 6 )   2014年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.5405/jmbe.1596

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  • Advanced mobile security system operated by bioelectrical sensor 査読

    Kalanyu Zintus-Art, Duk Shin, Natsue Yoshimura, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    International Journal of Security and its Applications   8 ( 4 )   139 - 150   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Science and Engineering Research Support Society  

    DOI: 10.14257/ijsia.2014.8.4.13

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  • Micro-Macro Bilateral in Task Space for Delta Robot by Using Forward and Inverse Kinematic 査読

    Sorawit Staprnchaisit, Chowarit Mitsantisuk, Siwapon Srisonphan, Nattapon Chayopitak, Yasuharu Koike

    TENCON 2014 - 2014 IEEE REGION 10 CONFERENCE   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A Virtual Instrument System Operated by Electromyographic Signals 査読

    Duk Shin, Atsushi Katayama, Kyoungsik Kim, Jaehyo Kim, Natsue Yoshimura, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Information   16 ( 5 )   3275 - 3286   2013年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 運動と姿勢の動作解析 招待 査読

    小池康晴, 神原裕行, 吉村奈津江, 辛徳

    作業療法ジャーナル   47 ( 6 )   492 - 496   2013年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

    DOI: 10.11477/mf.5001100135

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  • The verification method using a musculo-skeletal model

    Masakatsu Tsukamoto, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions, ISHF 2013   69 - 70   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IMEKO-International Measurement Federation Secretariat  

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  • Prediction of hand trajectory from electrocorticography signals in primary motor cortex. 査読 国際誌

    Chao Chen, Duk Shin, Hidenori Watanabe, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    PloS one   8 ( 12 )   e83534   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0083534

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  • The effect of temporal perception on weight perception 査読 国際誌

    Kambara, Hiroyuki, Shin, Duk, Kawase, Toshihiro, Yoshimura, Natsue, Akahane, Katsuhito, Sato, Makoto, Koike, Yasuharu

    Frontiers in Psychology   4   40 - 40   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fpsyg.2013.00040

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  • Prediction of three-dimensional arm trajectories based on ECoG signals recorded from human sensorimotor cortex. 査読 国際誌

    Yasuhiko Nakanishi, Takufumi Yanagisawa, Duk Shin, Ryohei Fukuma, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masayuki Hirata, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike

    PloS one   8 ( 8 )   e72085   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0072085

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  • A computational model for optimal muscle activity considering muscle viscoelasticity in wrist movements 査読 国際誌

    Kambara, Hiroyuki, Shin, Duk, Koike, Yasuharu

    Journal of Neurophysiology   109 ( 8 )   2145 - 2160   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1152/jn.00542.2011

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  • Recalibration of time to contact 査読

    Toshihiro Kawase, Keiichi Ohishi, Kazuya Yoneyama, Hiroyuki Kambaraa, Yasuharu Koike

    ROBOTICS AND AUTONOMOUS SYSTEMS   60 ( 5 )   742 - 746   2012年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.robot.2011.06.011

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  • Reconstruction of flexor and extensor muscle activities from electroencephalography cortical currents 査読 国際誌

    Yoshimura, Natsue, DaSalla, Charles S., Hanakawa, Takashi, Sato, Masa-aki, Koike, Yasuharu

    Neuroimage   59 ( 2 )   1324 - 1337   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuroimage.2011.08.029

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  • A power assist device based on joint equilibrium point estimation from EMG signals 査読

    Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Journal of Robotics and Mechatronics   24 ( 1 )   205 - 218   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press  

    DOI: 10.20965/jrm.2012.p0205

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  • Prediction of Muscle Activities from Electrocorticograms in Primary Motor Cortex of Primates 査読 国際誌

    Shin, Duk, Watanabe, Hidenori, Kambara, Hiroyuki, Nambu, Atsushi, Isa, Tadashi, Nishimura, Yukio, Koike, Yasuharu

    Plos One   7 ( 10 )   e47992   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0047992

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  • Brain-Machine Interfaces Based on Computational Model 査読

    Yasuharu Koike, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura Duk Shin

    Systems Neuroscience and Rehabilitation (Springer)   35 - 57   2011年5月

  • A Dictionary-Driven P300 Speller With a Modified Interface 査読 国際誌

    Sercan Taha Ahi, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL SYSTEMS AND REHABILITATION ENGINEERING   19 ( 1 )   6 - 14   2011年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TNSRE.2010.2049373

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  • Classifying vowel speech imagery using EEG cortical currents 査読

    Yoshimura, Natsue, DaSalla, Charles S., Satsuma, Aruha, Hanakawa, Takashi, Sato, Masa-aki, Koike, Yasuharu

    Neuroscience Research   71   E202 - E202   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2011.07.874

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  • Effects of toe movement during walking and running in terms of grf and emg signals 査読

    Edwardo A.Y. Murakami, Duk Shin, Yasuharu Koike, Masaaki Mochimaru

    Proceedings of the 6th IASTED International Conference on Biomechanics, BioMech 2011   99 - 104   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.2316/P.2011.751-041

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  • Usability of EEG cortical currents in classification of vowel speech imagery 査読

    Natsue Yoshimura, Aruha Satsuma, Charles S. Dasalla, Takashi Hanakawa, Masa-Aki Sato, Yasuharu Koike

    2011 International Conference on Virtual Rehabilitation, ICVR 2011   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/ICVR.2011.5971870

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  • Learning strategy in time-to-contact estimation of falling objects 査読

    Hiroyuki Kambara, Keiichi Ohishi, Yasuharu Koike

    Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics   15 ( 8 )   972 - 979   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Fuji Technology Press  

    DOI: 10.20965/jaciii.2011.p0972

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  • Dynamic optimization of the sit-to-stand movement 査読 国際誌

    Hiroshi R. Yamasaki, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Journal of Applied Biomechanics   27 ( 4 )   306 - 313   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1123/jab.27.4.306

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  • Application of Covariate Shift Adaptation Techniques in Brain-Computer Interfaces 査読 国際誌

    Yan Li, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike, Masashi Sugiyama

    IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING   57 ( 6 )   1318 - 1324   2010年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TBME.2009.2039997

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  • Sparse linear regression for reconstructing emg from EEG current sources estimated using variational bayes

    Natsue Yoshimura, Kei Omata, Charles S. DaSalla, Takashi Hanakawa, Masa-Aki Sato, Yasuharu Koike

    4th International Symposium on Measurement, Analysis and Modelling of Human Functions 2010, ISHF 2010   34 - 39   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Utilizing Fuzzy-SVM and a Subject Database to Reduce the Calibration Time of P300-Based BCI 査読

    Ahi, Sercan Taha, Yoshimura, Natsue, Kambara, Hiroyuki, Koike, Yasuharu, Wong, KW, Mendis, BS, Bouzerdoum, A

    Neural Information Processing: Models and Applications, Pt Ii   6444   2010年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Evaluation of A Game Controller using Human Stiffness Estimated from Electromyogram 査読 国際誌

    Masato Watanabe, Taisuke Yamamoto, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    2010 ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC)   2010   4626 - 4631   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/IEMBS.2010.5626477

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  • Effectiveness of sparse linear regression for reconstructing muscle activity from EEG current sources 査読

    Yoshimura, Natsue, Omata, Kei, DaSalla, Charles S., Hanakawa, Takashi, Sato, Masa-aki, Koike, Yasuharu

    Neuroscience Research   68   E328 - E328   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2010.07.1454

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  • Phased processing of facial emotion: An ERP study 査読 国際誌

    Nugraha P. Utama, Atsushi Takemoto, Yasuharu Koike, Katsuki Nakamura

    NEUROSCIENCE RESEARCH   64 ( 1 )   30 - 40   2009年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2009.01.009

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  • Learning and Control Model of the Arm for Loading 査読

    Kim, Kyoungsik, Kambara, Hiroyuki, Shin, Duk, Koike, Yasuharu

    Ieice Transactions on Information and Systems   E92D ( 4 )   2009年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1587/transinf.E92.D.705

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  • A Myokinetic Arm Model for Estimating Joint Torque and Stiffness From EMG Signals During Maintained Posture 査読 国際誌

    Shin, Duk, Kim, Jaehyo, Koike, Yasuharu

    Journal of Neurophysiology   101 ( 1 )   387 - 401   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1152/jn.00584.2007

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  • Single-trial EEG data to classify type and intensity of facial emotion from P100 and N170 査読

    Nugraha P. Utama, Atsushi Takemoto, Katsuki Nakamura, Yasuharu Koike

    IJCNN: 2009 INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORKS, VOLS 1- 6   1664 - +   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/IJCNN.2009.5178818

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  • Learning and generation of goal-directed arm reaching from scratch 査読 国際誌

    Kambara, Hiroyuki, Kim, Kyoungsik, Shin, Duk, Sato, Makoto, Koike, Yasuharu

    Neural Networks   22 ( 4 )   348 - 361   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neunet.2008.11.004

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  • Single-trial classification of vowel speech imagery using common spatial patterns 査読 国際誌

    DaSalla, Charles S., Kambara, Hiroyuki, Sato, Makoto, Koike, Yasuharu

    Neural Networks   22 ( 9 )   1334 - 1339   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neunet.2009.05.008

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  • Prediction of arm trajectory from the neural activities of the primary motor cortex with modular connectionist architecture 査読 国際誌

    Choi, Kyuwan, Hirose, Hideaki, Sakurai, Yoshio, Iijima, Toshio, Koike, Yasuharu

    Neural Networks   22 ( 9 )   1214 - 1223   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neunet.2009.09.003

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  • A lexicon driven P300 speller

    S. T. Ahi, H. Kambara, Y. Koike

    IFMBE Proceedings   25 ( 9 )   432 - 435   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer Verlag  

    DOI: 10.1007/978-3-642-03889-1_116

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  • Spatial filtering and single-trial classification of EEG during vowel speech imagery 査読

    Charles S. DaSalla, Hiroyuki Kambara, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    i-CREATe 2009 - International Convention on Rehabilitation Engineering and Assistive Technology   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Association for Computing Machinery  

    DOI: 10.1145/1592700.1592731

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  • A framework of adaptive brain computer interfaces 査読

    Yan Li, Yasuharu Koike, Masashi Sugiyama

    Proceedings of the 2009 2nd International Conference on Biomedical Engineering and Informatics, BMEI 2009   473 - +   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/BMEI.2009.5305646

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  • ESTIMATION OF RELATIVELY COMMANDED FORCE FROM EMG AND ITS APPLICATION TO HUMAN-MACHINE INTERFACES 査読

    Masato Watanabe, Yasuhiro Yamamoto, Kumiyo Nakakoji, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    XIX IMEKO WORLD CONGRESS: FUNDAMENTAL AND APPLIED METROLOGY, PROCEEDINGS   2168 - 2171   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A comparison of dimensionality reduction techniques for the P300 response 査読

    Sercan Taha Ahi, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    i-CREATe 2009 - International Convention on Rehabilitation Engineering and Assistive Technology   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Association for Computing Machinery  

    DOI: 10.1145/1592700.1592732

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  • THE DYNAMIC OPTIMIZATION OF STS MOVEMENT 査読

    Hiroshi Yamasaki, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    XIX IMEKO WORLD CONGRESS: FUNDAMENTAL AND APPLIED METROLOGY, PROCEEDINGS   2135 - 2140   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Estimation of Arm Movement from the Neural Activities of the Primary Motor Cortex 査読

    Choi, Kyuwan, Hirose, Hideaki, Sakurai, Yoshio, Iijima, Toshio, Koike, Yasuharu, Trilling, L, Perkins, D, Dionysios, D, Perlovsky, L, Davey, K, Landgrebe, D, Marino, MA, Russell, DL, Collicott, SH, Ceccarelli, M, Lund, JW

    Proceedings of the 8th Wseas International Conference on Recent Advances in Signal Processing, Robotics and Automation   2009年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Prediction of arm trajectory from the neural activities of the primary motor cortex using a modular artificial neural network model 査読

    Choi, Kyuwan, Hirose, Hideaki, Sakurai, Yoshio, Iijima, Toshio, Koike, Yasuharu, Ishikawa, M, Doya, K, Miyamoto, H, Yamakawa, T

    Neural Information Processing, Part Ii   4985   2008年

  • Serial processing of emotional type and intensity: Evidence from an ERP study 査読

    Nugraha P. Utama, Atsushi Takemoto, Yasuharu Koike, Katsuki Nakamura

    NEURAL INFORMATION PROCESSING, PART II   4985 ( PART 2 )   960 - +   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/978-3-540-69162-4_100

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  • EMG vowel recognition using a support vector machine

    Charles S. Da Salla, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    3rd International Symposium on Measurement, Analysis, and Modeling of Human Functions 2007, ISHF 2007   290 - 295   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Rehabilitation training using EMG interface 査読

    Koike, Yasuharu, ieee

    2007 Ieee/icme International Conference on Complex Medical Engineering, Vols 1-4   2007年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/ICCME.2007.4381946

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  • Reactive virtual human with bottom-up and top-down visual attention for gaze generation in realtime interactions 査読

    Hironori Mitake, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    IEEE VIRTUAL REALITY 2007, PROCEEDINGS   211 - +   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Neuroscience of cursive handwriting: A computational appraoch 査読

    Kazuyoshi Fukuzawa, Satoko Tsunoda, Yasuharu Koike, Yasuhiro Wada

    Clinical Neurology   46 ( 11 )   914 - 916   2006年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:11  

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  • Learning and control model of arm posture 査読

    Kim, K. S., Kambara, H., Shin, D., Sato, M., Koike, Y., Arai, T, Pfeifer, R, Balch, T, Yokoi, H

    Intelligent Autonomous Systems 9   2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • Prediction of arm trajectory from a small number of neuron activities in the primary motor cortex 査読

    Koike, Yasuharu, Hirose, Hideaki, Sakurai, Yoshio, Iijima, Toshio

    Neuroscience Research   55 ( 2 )   146 - 153   2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2006.02.012

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  • A proposal of a high definition haptic rendering for stability and fidelity 査読

    Katsuhito Akahane, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    ICAT 2006: 16TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ARTIFICIAL REALITY AND TELEXISTENCE - WORSHOPS, PROCEEDINGS   162 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A new, human-centered wheelchair system controlled by the EMG signal

    Choi Kyuwan, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    IEEE International Conference on Neural Networks - Conference Proceedings   4664 - 4671   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Scopus

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  • A new, human-centered wheelchair system controlled by the EMG signal 査読

    Kyuwan Choi, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    2006 IEEE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORK PROCEEDINGS, VOLS 1-10   4664 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Motor control-learning model for reaching movements 査読

    Hiroyuki Kambara, Kyoungsik Kim, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    2006 IEEE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE ON NEURAL NETWORK PROCEEDINGS, VOLS 1-10   555 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Role of stiffness in weight perception 査読

    Koike, Yasuharu, Kim, Jaehyo, Duk, Shin

    Japanese Psychological Research   48 ( 3 )   2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1468-5884.2006.00316.x

    Web of Science

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  • Using a MyoKinetic synthesizer to control of virtual instruments 査読

    Duk Shin, Atsushi Katayama, Kyoungsik Kim, Hiroyuki Kambara, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    ADVANCES IN ARTIFICIAL REALITY AND TELE-EXISTENCE, PROCEEDINGS   4282   1233 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1007/11941354_128

    Web of Science

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  • Prediction of four degrees of freedom arm movement using EMG signal. 査読

    Choi K, Hirose H, Iijima T, Koike Y

    Conference proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference   6   5820 - 5823   2005年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/IEMBS.2005.1615812

    PubMed

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  • 高出力SPIDARにおける加速度センサを用いた粘性・慣性補償

    長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会第10回大会論文集   155 - 158   2005年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    CiNii Research

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  • Extraction of motor primitive in consideration of arm posture, movement direction and velocity using Hidden Markov Model 査読

    Jongho Lee, Makoto Sato, Yasuhiro Wada, Yasuharu Koike

    2005 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vols 1-7   4385 - 4388   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • A development of high definition haptic controller 査読

    Katsuhito Akahane, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Proceedings - 1st Joint Eurohaptics Conference and Symposium on Haptic Interfaces for Virtual Environment and Teleoperator Systems; World Haptics Conference, WHC 2005   576 - 577   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    DOI: 10.1109/WHC.2005.5

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  • Robot control using electromyography (EMG) signals of the wrist 査読

    DaSalla C, Kim J, Koike Y

    Applied Bionics and Biomechanics   2 ( 2 )   97 - 102   2005年

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  • Prediction of four degrees of freedom arm movement using EMG signal 査読

    Kyuwan Choi, Hideaki Hirose, Toshio. Iijima, Yasuharu Koike

    2005 27th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, Vols 1-7   5820 - 5823   2005年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Extraction of motor primitive in consideration of arm posture, movement direction and velocity using Hidden Markov Model. 査読

    Lee J, Sato M, Wada Y, Koike Y

    Conference proceedings : ... Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Conference   4   4385 - 4388   2005年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/IEMBS.2005.1615437

    PubMed

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  • Two-handed multiple-finger virtual object manipulation environment with haptic cues 査読

    Somsak Walairacht, Keita Yamada, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Electronics and Communications in Japan, Part II: Electronics (English translation of Denshi Tsushin Gakkai Ronbunshi)   87 ( 9 )   65 - 73   2004年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/ecjb.20117

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  • Stiffness Teaching and Motion Assist System Using Functional Electrical Stimulation (FES) and Electromyogram (EMG) Signals 査読

    Masaaki Uechi, Yutaka Naito, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    Journal of Robotics and Mechatronics   16 ( 5 )   446 - 455   2004年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • HMMを用いた筋電信号からの運動プリミティブ抽出 査読

    李 鍾昊, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    第19回生体生理工学シンポジウム論文集   NC2003-219   53 - 54   2004年3月

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    記述言語:日本語  

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  • Extraction of motor primitive in consideration of movement velocity from EMG signals 査読

    Lee J, Kim J, Wada Y, Sato M, Koike Y

    Proceedings of the Fourth International Symposium on Human and Artificial Intelligence Systems   167 - 172   2004年

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    記述言語:英語  

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  • Learning arm's posture control using reinforcement learning and feedback-error-learning 査読

    H Kambara, J Kim, M Sato, Y Koike

    PROCEEDINGS OF THE 26TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY, VOLS 1-7   26   486 - 489   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • Learning arm's posture control using reinforcement learning and feedback-error-learning

    H. Kambara, J. Kim, M. Sato, Y. Koike

    Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology - Proceedings   26   486 - 489   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Real-time rigid body simulation based on volumetric penalty method 査読

    Hasegawa, S, Fujii, N, Koike, Y, Sato, M, Jacobs, A

    11th Symposium on Haptic Interfaces For Virtual Environment and Teleoperator Systems - Haptics 2003, Proceedings   2003年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/HAPTIC.2003.1191304

    Web of Science

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  • Playing Rubik's cube in mixed reality 査読

    Makoto Sato, Yasuharu Koike, Somsak Walairacht

    IFIP Advances in Information and Communication Technology   112   415 - 422   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Springer New York LLC  

    DOI: 10.1007/978-0-387-35660-0

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  • Investigation of prediction model for ball catching task using VR technology 査読

    Hong, S, Kim, J, Sato, M, Koike, Y, IEEE

    Sice 2003 Annual Conference, Vols 1-3   2003年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  • 4 + 4 Fingers manipulating virtual objects in mixed-reality environment 査読

    Somsak Walairacht, Keita Yamada, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Presence: Teleoperators and Virtual Environments   11 ( 2 )   134 - 143   2002年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1162/1054746021470586

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  • A method for estimating torque-vector directions of shoulder muscles using surface EMGs 査読

    N Yoshida, K Domen, Y Koike, M Kawato

    BIOLOGICAL CYBERNETICS   86 ( 3 )   167 - 177   2002年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00422-001-0286-x

    Web of Science

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  • Big-SPIDARを用いた力覚反応型モーションキャプチャシステムの提案

    鄭 承珠, 崔 雄, 橋本 直己, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    計測自動制御学会 部門大会/部門学術講演会資料   si2002   509 - 509   2002年

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    出版者・発行元:公益社団法人 計測自動制御学会  

    DOI: 10.11499/siced.si2002.0.509.0

    CiNii Research

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  • Tension based 7-DOF force feedback device: SPIDAR-G

    Seahak Kim, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Proceedings - Virtual Reality Annual International Symposium   283 - 284   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A method for estimating torque-vector directions of shoulder muscles using surface EMGs 査読

    Yoshida, N, Domen, K, Koike, Y, Kawato, M

    Biological Cybernetics   86 ( 3 )   167 - 177   2002年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00422-001-0286-x

    Web of Science

    PubMed

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  • Penguin hockey: a virtual reality game system for children. 査読

    Akihiko Shirai, Shoichi Hasegawa, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Entertainment Computing: Technologies and Applications, IFIP First International Workshop on Entertainment Computing (IWEC 2002), May 14-17, 2002, Makuhari, Japan   447 - 454   2002年

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    出版者・発行元:Kluwer  

    DOI: 10.1007/978-0-387-35660-0

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  • Development of tension based haptic interface and possibility of its application to virtual reality 査読

    Seahak Kim, Masahiro Ishii, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Proceedings of the ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology, VRST   129135   199 - 205   2000年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Association for Computing Machinery  

    DOI: 10.1145/502390.502428

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  • A study of screen intermediate camera for ranging far - away objects

    Miwa Michio, Ishii Masahiro, Koike Yasuharu, SATO Makoto

    映像情報メディア学会技術報告   24 ( 2 )   123 - 127   2000年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人映像情報メディア学会  

    This paper describes the principle and experimental results of a camera system that is composed of a commercially available CCD camera, a largeaperture lens, and an intermediate screen used to measure the distance between the camera and a faraway object by using Depth From Focus.

    DOI: 10.11485/itetr.24.2.0_123

    CiNii Books

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  • Process division in haptic display system.

    Shoichi Hasegawa, Masahiro Ishii 0001, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    Seventh International Conference on Parallel and Distributed Systems Workshops   219 - 224   2000年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE Computer Society  

    DOI: 10.1109/PADSW.2000.884552

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/icpads/icpads2000w.html#HasegawaISK00

  • Screen Projection Camera for Ranging Far Away Objects.

    Michio Miwa, Masahiro Ishii 0001, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    15th International Conference on Pattern Recognition(ICPR)   4744 - 4747   2000年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE Computer Society  

    DOI: 10.1109/ICPR.2000.903024

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    その他リンク: https://dblp.uni-trier.de/db/conf/icpr/icpr2000-4.html#MiwaIKS00

  • String-based haptic interface device for multi-fingers

    Somsak Walairacht, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Proceedings - Virtual Reality Annual International Symposium   293   2000年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE  

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  • SPIDARを用いた指先の位置測定による3次元仮想手の構成

    山田 啓太, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    三次元画像コンファレンス講演論文集   7   134 - 139   1999年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:3次元画像コンファレンス実行委員会  

    DOI: 10.60374/sanjigen.7.0_134

    CiNii Research

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  • Inter-process communication for force display of dynamic virtual world

    Shoichi Hasegawa, Masahiro Ishii, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    American Society of Mechanical Engineers, Dynamic Systems and Control Division (Publication) DSC   67   211 - 218   1999年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ASME  

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  • Possible explanations for trajectory curvature in multijoint arm movements 査読

    Osu, R, Uno, Y, Koike, Y, Kawato, M

    Journal of Experimental Psychology-Human Perception and Performance   23 ( 3 )   1997年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  • A Kendama learning robot based on bi-directional theory 査読

    Miyamoto, H, Schaal, S, Gandolfo, F, Gomi, H, Koike, Y, Osu, R, Nakano, E, Wada, Y, Kawato, M

    Neural Networks   9 ( 8 )   1281 - 1302   1996年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/S0893-6080(96)00043-3

    Web of Science

    PubMed

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  • Human interface using surface electromyography signals 査読

    Koike, Y, Kawato, M

    Electronics and Communications in Japan Part Iii-Fundamental Electronic Science   79 ( 9 )   1996年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/ecjc.4430790902

    Web of Science

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  • COMPUTATIONAL THEORY FOR MOVEMENT PATTERN-RECOGNITION BASED OPTIMAL MOVEMENT PATTERN GENERATION 査読

    WADA, Y, KOIKE, Y, VATIKIOTISBATESON, E, KAWATO, M

    Biological Cybernetics   73 ( 1 )   1995年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/BF00199052

    Web of Science

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  • ESTIMATION OF DYNAMIC JOINT TORQUES AND TRAJECTORY FORMATION FROM SURFACE ELECTROMYOGRAPHY SIGNALS USING A NEURAL-NETWORK MODEL 査読

    KOIKE, Y, KAWATO, M

    Biological Cybernetics   73 ( 4 )   1995年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/BF00199465

    Web of Science

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  • A Kendama learning robot based on a dynamic optimization theory 査読

    K Miyamoto, F Gandolfo, H Gomi, S Schaal, Y Koike, R Osu, E Nakano, Y Wada, M Kawato

    RO-MAN'95 TOKYO: 4TH IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON ROBOT AND HUMAN COMMUNICATION, PROCEEDINGS   327 - 332   1995年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Web of Science

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  • ESTIMATION OF ARM POSTURE IN 3D-SPACE FROM SURFACE EMG SIGNALS USING A NEURAL-NETWORK MODEL 査読

    KOIKE, Y, KAWATO, M

    Ieice Transactions on Information and Systems   E77D ( 4 )   1994年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

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  • PERCEIVED MOTION IN STRUCTURE-FROM-MOTION - POINTING RESPONSES TO THE AXIS OF ROTATION 査読

    POLLICK, FE, NISHIDA, S, KOIKE, Y, KAWATO, M

    Perception & Psychophysics   56 ( 1 )   1994年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3758/BF03211693

    Web of Science

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  • SUPERVISED LEARNING FOR COORDINATIVE MOTOR CONTROL 査読

    M KAWATO, H GOMI, M KATAYAMA, Y KOIKE

    COMPUTATIONAL LEARNING & COGNITION   126 - 161   1993年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • HUMAN HAND STIFFNESS DURING DISCRETE POINT-TO-POINT MULTIJOINT MOVEMENT 査読

    H GOMI, Y KOIKE, M KAWATO

    PROCEEDINGS OF THE ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY, VOL 14, PTS 1-7   14   1628 - 1629   1992年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • POINTING RESPONSES TO THE PERCEIVED AXIS OF ROTATION 査読

    POLLICK, FE, NISHIDA, S, KOIKE, Y, KAWATO, M

    Investigative Ophthalmology & Visual Science   33 ( 4 )   1051 - 1051   1992年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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MISC

  • 水中用筋電計測システムの開発

    川瀬利弘, 川嶋健嗣, 菅野貴皓, 宮嵜哲郎, 小池康晴, 神原裕行

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2019   2020年

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  • 水中用筋電計測システムの開発

    川瀬利弘, 川嶋健嗣, 菅野貴皓, 宮嵜哲郎, 小池康晴, 神原裕行

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2019   2020年

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  • 複数の学習モジュールを含む運動学習モデルによって再現される力場適応における時定数の異なる複数の適応過程

    神原裕行, 高木敦士, 清水遥, 川瀬利弘, 吉村奈津江, シュウェイホッファー ニコラ, 小池康晴

    日本神経回路学会全国大会講演論文集   30th (CD-ROM)   2020年

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  • 水中用筋電計測システムの開発

    川瀬利弘, 川嶋健嗣, 菅野貴皓, 宮嵜哲郎, 小池康晴, 神原裕行

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2018   2019年

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  • 水中用筋電計測システムの開発

    川瀬利弘, 川嶋健嗣, 菅野貴皓, 宮嵜哲郎, 小池康晴, 神原裕行

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2018   2019年

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  • EEG信号を用いた予測誤りに基づいた人間の動作意図の解読による車椅子制御

    施宇曦, 吉田栄一, 安藤英由樹, GOWRISHANKAR Ganesh, 小池康晴, 吉村奈津江

    日本神経回路学会全国大会講演論文集   29th   2019年

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  • 神経活動からの睡眠障害の解析

    相澤秀紀, 小池康晴, 緒方洋輔, 吉村奈津江

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2017   113   2018年4月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 標準脳モデルを用いた運動想起中の脳皮質電流推定の試み

    高瀬雄哉, 緒方洋輔, 吉村奈津江, 小池康晴, 加納慎一郎

    電気学会研究会資料   ( MBE-18-001-031 )   83‐88   2018年3月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • EEG data analysis during postural sway induced by optic flow (ニューロコンピューティング)

    香川 高弘, 宮腰 誠, Makeig Scott, Iversen John, Wagner Johanna, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 田中 宏和, 党 建武, 宇野 洋二, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 361 )   29 - 33   2017年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    CiNii Books

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  • ジャグリング動作中の脳波信号解析 (ニューロコンピューティング)

    神原 裕行, 宮腰 誠, 田中 宏和, 香川 高広, 吉村 奈津江, 小池 康晴, マケイグ スコット

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 361 )   17 - 22   2017年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    CiNii Books

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  • 上肢アシストスーツに対する脳波筋電ハイブリッド制御

    川瀬利弘, 小池康晴, 神作憲司

    LIFE2017講演要旨集   2017 (Web)   78 - 79   2017年9月

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  • 脳波からの筋活動のデコーディングによるロボット制御

    川瀬 利弘, 吉村 奈津江, 神原 裕行, 小池 康晴

    第17回日本電気生理運動学会(JSEK)大会抄録集   15 - 16   2016年11月

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  • 跳躍時における下肢部の筋シナジー

    松村聖司, 川瀬利弘, 木村聡貴, 柏野牧夫, 吉村奈津江, 小池康晴

    計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.GS12-6   2015年11月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 片麻痺患者のシナジーによる運動解析

    川瀬 利弘, 西村 温子, 西本 敦子, 里宇文生, 神原裕行, 吉村奈津江, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   115 ( 318 )   13 - 18   2015年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 三次元空間の到達運動学習・制御モデル

    神原 裕行, 川瀬 利弘, 辛 徳, 吉村奈津江, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   115 ( 111 )   93 - 98   2015年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • Online classification algorithm for eye-movement-based communication systems using two temporal EEG sensors (vol 16, pg 40, 2015)

    Abdelkader Nasreddine Belkacem, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    BIOMEDICAL SIGNAL PROCESSING AND CONTROL   19   137 - 137   2015年5月

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  • 初見演奏のためのピアノ学習システムの開発 (MEとバイオサイバネティックス)

    矢嶋 真淑, 吉村 奈津江, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 514 )   357 - 360   2015年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ピアノ初見演奏は,楽譜を初めて見た状態でどの程度弾くことができるかによって,個人の演奏能力を調べることに用いられている.先行研究により,演奏している位置と視線位置の差(Eye Hand Span)が調べられ,上級者と初級者のEHSの違いが示された.しかし,初見演奏を行うためには新しい楽譜を常に用意する必要があり,ピアノ練習をよりスムーズに進める効果的なトレーニング方法は提案されていない.そこで本研究では、上級者と初級者の初見演奏時における、EHSの違いと、楽譜の難度によるEHSの変化を明らかにし、初見演奏のトレーニングシステムを提案・作製した.そしてこのシステムを用いて練習を行い,その効果を評価した。

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  • ヒト大脳皮質のECoG信号による指先の3次元軌道推定 (ニューロコンピューティング)

    中西 康彦, 栁澤 琢史, 辛 徳, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 福間 良平, 貴島 晴彦, 平田 雅之, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 515 )   195 - 198   2015年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Brain-machine interface (BMI)は、四肢に運動障害がある患者に対するロボット義手等への応用が期待されており、既に多くの研究で上肢の軌道推定が行われている。しかし手指の軌道推定技術はまだ十分な精度に達したとは言い難いように思われる。本研究ではヒトの左脳の硬膜下に90個のelectrocorticogram (ECoG)電極を埋め込み、その信号を用いて指先の3次元軌道をsparse linear regressionにより推定した。右手掌を下に向けて机の上におき、母指、示指および中指を屈伸運動させるタスクを行った。実測軌道に対する推定軌道のPeason相関係数と標準化した二乗平均平方根誤差の平均値は、各々0.83〜0.90および0.24〜0.48であった。

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  • Advanced Mobile Security System Operated by Electromyography Signals (MEとバイオサイバネティックス)

    ZINTUS-ART Kalanyu, YOSHIMURA Natsue, SHIN Duk, KAMBARA Hiroyuki, KOIKE Yasuharu

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 514 )   343 - 349   2015年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This article describes a novel approach to biometric-based mobile security systems: a myokinetic password using surface EMG signals. Without modifying either password length or character variations, we observed the possibility where traditional 4-digits password systems can be enhanced. Here we present an implementation of an intuitive password system that takes advantage of muscle activation to enhance password complexity. We paired each password digit with a muscle activation level from EMG signals. This allows each individual digit to have multiple possible states, thereby increasing the number of password combinations. Furthermore, we have verified the scalability of this technique by increasing the support up to three muscle activation levels. By utilizing the proposed system, the number of possible input key combination is increased from 256 to 810,000 with three muscle levels. The password can also avoid being exploited by up to 80 key entries, given that the intruder knows all the digit combination.

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  • Advanced Mobile Security System Operated by Electromyography Signals (ニューロコンピューティング)

    ZINTUS-ART Kalanyu, YOSHIMURA Natsue, SHIN Duk, KAMBARA Hiroyuki, KOIKE Yasuharu

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 515 )   343 - 349   2015年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    This article describes a novel approach to biometric-based mobile security systems: a myokinetic password using surface EMG signals. Without modifying either password length or character variations, we observed the possibility where traditional 4-digits password systems can be enhanced. Here we present an implementation of an intuitive password system that takes advantage of muscle activation to enhance password complexity. We paired each password digit with a muscle activation level from EMG signals. This allows each individual digit to have multiple possible states, thereby increasing the number of password combinations. Furthermore, we have verified the scalability of this technique by increasing the support up to three muscle activation levels. By utilizing the proposed system, the number of possible input key combination is increased from 256 to 810,000 with three muscle levels. The password can also avoid being exploited by up to 80 key entries, given that the intruder knows all the digit combination.

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  • 初見演奏のためのピアノ学習システムの開発 (ニューロコンピューティング)

    矢嶋 真淑, 吉村 奈津江, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 515 )   357 - 360   2015年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ピアノ初見演奏は,楽譜を初めて見た状態でどの程度弾くことができるかによって,個人の演奏能力を調べることに用いられている.先行研究により,演奏している位置と視線位置の差(Eye Hand Span)が調べられ,上級者と初級者のEHSの違いが示された.しかし,初見演奏を行うためには新しい楽譜を常に用意する必要があり,ピアノ練習をよりスムーズに進める効果的なトレーニング方法は提案されていない.そこで本研究では、上級者と初級者の初見演奏時における、EHSの違いと、楽譜の難度によるEHSの変化を明らかにし、初見演奏のトレーニングシステムを提案・作製した.そしてこのシステムを用いて練習を行い,その効果を評価した。

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  • Motor control theory and brain-machine interfaces 招待

    Yasuharu Koike, Natsue Yoshimura, Duk Shin, Hiroyuki Kambara

    Clinical Systems Neuroscience   1   67 - 81   2015年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Springer Japan  

    DOI: 10.1007/978-4-431-55037-2_4

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  • Real-time closed-eye-based communication system using EEG sensors and auditory feedback

    Abdelkader Nasreddine Belkacem, Natsue Yoshimura, duk shin, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    CBMI2015   2015年

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  • Reversing Weight-Perception in Motion on Slope

    Kalanyu Zintus-art, Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    EMBS2015   2015年

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  • 落下物体受け取り動作における加速度学習メカニズムの解明 (ニューロコンピューティング)

    濱 直人, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 辛 徳, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 326 )   91 - 96   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    野球でフライを捕るときやテニスでスマッシュを打つとき,ヒトは落下するボールに対して適切なタイミングで身体を制御する.こうした制御が可能なのは,視覚情報から物体の位置と速度を認識し,重力加速度に対応した脳内の内部モデルによって接触時刻を予測しているからである.さらに重力加速度とは異なる加速度環境においても,その加速度に対応した新たな内部モデルを獲得できることが知られている.しかし,どのような情報を基に加速度の学習が行われるかは不明である.そこで本研究は,視覚情報と加速度学習の関係性について考察する.検証実験では,被験者は力覚が得られないバーチャルリアリティ(VR)環境でカーソルを操作し,落下物体を受け取るタスクを行った.そして,接触時刻前のカーソルの位置の誤差によって,加速度の学習が行われることを示唆する結果が得られた.

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  • 脳波を用いた感性の定量化と応用に関する基礎検討 (ニューロコンピューティング)

    古賀 理, 吉村 奈津江, Nasreddine Belkacem Abdelkader, 辛 徳, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 326 )   27 - 31   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年、コンピュータのもつインターフェースにおける使いやすさに対する関心が高まっている。脳波(EEG)は使いやすさを評価するために有用であると考えられるが、従来の研究では基本的な感情を識別するものが主流であり、「使いやすさ」という感性については調べられていない。本研究では、「イライラ感」を使いにくいインターフェースから生じるタスクの困難さに起因するものと定義する。この感性を評価するため、マウス操作によるターゲットリーチングを設計して「イライラ感」の生起を試みた。タスク時に記録したEEGについて、SVMによるタスクの識別を行い、識別に有効な信号と識別精度の評価を行った。結果、2クラスの識別で84%以上の精度が達成された。

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  • 脳波を用いた手指の動作識別 (ニューロコンピューティング)

    奥下 竜太郎, 吉村 奈津江, 神原 裕行, 辛 徳, ベルカセム アブデルカデル, ナサルディン, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 326 )   1 - 6   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    脳活動を用いてこれまで手首などの動作や運動イメージを識別した報告がされてきたが,手指などの末端の動きや力の強弱において脳波(EEG)を用いて識別した報告はされていなかった.本研究では,EEGを用いて皮質信号源電流推定を行い手指の屈曲,伸展および力の強,弱において,高い精度で識別出来る事を確認した.皮質信号源電流は脳波(EEG)と核磁気共鳴画像法(MRI)の脳データを用いて,階層的変分ベイズ法(VBMEG)により推定された一次運動野,前運動野,補足運動野の波形とした.また動作と共に神経細胞の発火頻度が変化することから,波形の周波数スペクトルを用いて識別することで高い識別率が得られる事を確認した.

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  • 脳波を用いた感性の定量化と応用に関する基礎検討 (MEとバイオサイバネティックス)

    古賀 理, 吉村 奈津江, Nasreddine Belkacem Abdelkader, 辛 徳, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 325 )   11 - 15   2014年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年、コンピュータのもつインターフェースにおける使いやすさに対する関心が高まっている。脳波(EEG)は使いやすさを評価するために有用であると考えられるが、従来の研究では基本的な感情を識別するものが主流であり、「使いやすさ」という感性については調べられていない。本研究では、「イライラ感」を使いにくいインターフェースから生じるタスクの困難さに起因するものと定義する。この感性を評価するため、マウス操作によるターゲットリーチングを設計して「イライラ感」の生起を試みた。タスク時に記録したEEGについて、SVMによるタスクの識別を行い、識別に有効な信号と識別精度の評価を行った。結果、2クラスの識別で84%以上の精度が達成された。

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  • Eye-movement-based Communication System: A Comparison between Classification of Eye Movements Using EOG and EEG Sensors

    BELKACEM Abdeikader, Nasreddine, YOSHIMURA Natsue, SHIN Duk, KAMBARA Hiroyuki, KOIKE Yasuharu

    電子情報通信学会技術研究報告   114 ( 259(NC2014 21-24) )   19 - 24   2014年10月

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    記述言語:英語  

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  • Impedance Control Affected by Uncertainty

    KAMBARA Hiroyuki, OGAWA Hiromu, SHIN Duk, YOSHIMURA Natsue, KOIKE Yasuharu

    日本神経回路学会全国大会講演論文集   24th   92 - 93   2014年8月

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    記述言語:英語  

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた力場適応のための到達運動学習モデル (ニューロコンピューティング)

    清水 遥, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 辛 徳, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 104 )   213 - 219   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は日常的に,机にあるものにむかって手をのばすといった到達運動を行っている.人間の到達運動にはほぼ直線の軌跡と釣鐘型の速度波形という特徴があり,また,外力下においても外力のない状態と同じ運動ができることが知られている.このような特徴を再現する様々な数理的モデルが考えられてきたが,近年,大脳基底核の学習モデルである強化学習や,小脳の学習モデルであるフィードバック誤差学習を組み合わせて,到達運動を実現するための適切な運動指令を獲得する運動制御学習モデルが提案された.本研究では,外力下での到達運動学習シミュレーションを行い,人間の特徴と比較することでこのモデルの妥当性を評価した.その結果,軌跡と速度波形に関して人間の特徴と一致する結果が見られた.また,学習の試行が増えるごとに手先のぶれが収まる過程も再現することができ,このモデルによって外力下での到達運動制御を学習できることがわかった.ただし,外力に対し伸筋と屈筋の運動指令を同時に高めるという特徴が見られなかった.このことから,このモデルに同時活性をする機構を加えることが今後の課題として考えられる.

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  • 環境の不確実性に応じて変化する最適な手首インピーダンスの考察 (情報論的学習理論と機械学習)

    神原 裕行, 小川 展夢, 辛 徳, 吉村 奈津江, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 105 )   227 - 232   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々が環境とのインタラクションを行うとき,脳は環境の特性を事前に予測し身体を制御する.しかし,その予測は必ずしも正しいわけではない.本研究では,物体を受け取る運動タスクにおいて,物体の重さの不確実性が筋骨格系のインピーダンス制御に与える影響を,運動精度と消費エネルギーの項を含む目的関数のもとでの最適制御の枠組みで考察した.その結果,不確実性の度合いに応じた最適なスティフネスの変化の傾向が,両項のトレードオフに関する係数に応じて変化することが確かめられた.この結果は心理物理実験の結果を説明できるものであり,ヒトが運動精度と消費エネルギーのトレードオフのもとで不確実な環境における最適なインピーダンス制御を実現していることを示唆する.

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  • 環境の不確実性に応じて変化する最適な手首インピーダンスの考察

    神原 裕行, 小川 展夢, 辛 徳, 吉村 奈津江, 小池 康晴

    研究報告数理モデル化と問題解決(MPS)   2014 ( 40 )   1 - 6   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    我々が環境とのインタラクションを行うとき,脳は環境の特性を事前に予測し身体を制御する.しかし,その予測は必ずしも正しいわけではない.本研究では,物体を受け取る運動タスクにおいて,物体の重さの不確実性が筋骨格系のインピーダンス制御に与える影響を,運動精度と消費エネルギーの項を含む目的関数のもとでの最適制御の枠組みで考察した.その結果,不確実性の度合いに応じた最適なステイフネスの変化の傾向が,両項のトレードオフに関する係数に応じて変化することが確かめられた.この結果は心理物理実験の結果を説明できるものであり,ヒトが運動精度と消費エネルギーのトレードオフのもとで不確実な環境における最適なインピーダンス制御を実現していることを示唆する.When we try to hold an object, we have to predict the weight of the object to generate counteracting force. If we are not certain about the prediction, however, we tend to stiffen our arm and try to avoid unexpected movement caused by wrong prediction. In this paper, we applied the optimal control theory to a ball-catching task to simulate how wrist impedance is adjusted against the degree of uncertainty in ball' s weight. The result of the simulation matched with the result of the experiment of human subject and implies that our brain may be realizing optimal impedance under the trade-off between movement accuracy and effort.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた力場適応のための到達運動学習モデル

    清水 遥, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 辛 徳, 小池 康晴

    研究報告数理モデル化と問題解決(MPS)   2014 ( 38 )   1 - 7   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    我々は日常的に,机にあるものにむかって手をのばすといった到達運動を行っている.人間の到達運動にはほぼ直線の軌跡と釣鐘型の速度波形という特徴があり,また,外力下においても外力のない状態と同じ運動ができることが知られている.このような特徴を再現する様々な数理的モデルが考えられてきたが,近年,大脳基底核の学習モデルである強化学習や,小脳の学習モデルであるフィードバック誤差学習を組み合わせて,到達運動を実現するための適切な運動指令を獲得する運動制御学習モデルが提案された.本研究では,外力下での到達運動学習シミュレーションを行い,人間の特徴と比較することでこのモデルの妥当性を評価したその結果,軌跡と速度波形に関して人間の特徴と一致する結果が見られた.また,学習の試行が増えるごとに手先のぶれが収まる過程も再現することができ,このモデルによって外力下での到達運動制御を学習できることがわかった.ただし,外力に対し伸筋と屈筋の運動指令を同時に高めるという特徴が見られなかった.このことから,このモデルに同時活性をする機構を加えることが今後の課題として考えられる.We perform reaching movement in daily life. Hand paths during reaching movements become almost straight and the speed profiles become bell-shaped. Even if some external force is applied to the hand, the trajectories become almost same as the ones during movements without any external force. Recently, the motor control and learning model combining the reinforcement learning and feedback error learning was proposed. In this research, to evaluate the validity of the model, we executed the motor control and learning simulation and compare results with the characteristics observed in human's movements. As the result, hand path and speed profile show the human characteristic. However, no coactivation was observed in the simulation. It suggest that this model need some mechanism which makes coactivation.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた力場適応のための到達運動学習モデル

    清水 遥, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 辛 徳, 小池 康晴

    研究報告バイオ情報学(BIO)   2014 ( 38 )   1 - 7   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    我々は日常的に,机にあるものにむかって手をのばすといった到達運動を行っている.人間の到達運動にはほぼ直線の軌跡と釣鐘型の速度波形という特徴があり,また,外力下においても外力のない状態と同じ運動ができることが知られている.このような特徴を再現する様々な数理的モデルが考えられてきたが,近年,大脳基底核の学習モデルである強化学習や,小脳の学習モデルであるフィードバック誤差学習を組み合わせて,到達運動を実現するための適切な運動指令を獲得する運動制御学習モデルが提案された.本研究では,外力下での到達運動学習シミュレーションを行い,人間の特徴と比較することでこのモデルの妥当性を評価したその結果,軌跡と速度波形に関して人間の特徴と一致する結果が見られた.また,学習の試行が増えるごとに手先のぶれが収まる過程も再現することができ,このモデルによって外力下での到達運動制御を学習できることがわかった.ただし,外力に対し伸筋と屈筋の運動指令を同時に高めるという特徴が見られなかった.このことから,このモデルに同時活性をする機構を加えることが今後の課題として考えられる.We perform reaching movement in daily life. Hand paths during reaching movements become almost straight and the speed profiles become bell-shaped. Even if some external force is applied to the hand, the trajectories become almost same as the ones during movements without any external force. Recently, the motor control and learning model combining the reinforcement learning and feedback error learning was proposed. In this research, to evaluate the validity of the model, we executed the motor control and learning simulation and compare results with the characteristics observed in human's movements. As the result, hand path and speed profile show the human characteristic. However, no coactivation was observed in the simulation. It suggest that this model need some mechanism which makes coactivation.

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  • AS-3-5 筋骨格モデルを用いた本人認証手法(AS-3.先端技術の融合によるバイオメトリクス応用,シンポジウムセッション)

    塚本 昌克, 金親 拓哉, 真野 航, 神原 裕行, 吉村 奈津江, 小池 康晴

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2014   "S - 38"-"S-39"   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • A BMI-based assist suit for paralyzed elbow and fingers controlled by EEG and EMG.

    Toshihiro KAWASE, Takeshi SAKURADA, Yasuharu KOIKE, Kenji KANSAKU

    Conference on systems neuroscience and rehabilitation   2014年3月

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    掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • Control of an arm robot using decoded muscle activities from electrocorticograms

    Duk shin, Hidenori Watanabe, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Atsushi Nambu, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    ISEK2014   2014年

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  • Effect of uncertainty in weight prediction on wrist impedance

    Hiromu Ogawa, Hiroyuki Kambara, duk shin, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    5th Conference on Systems Neuroscience and Rehabilitaion   2014年

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  • Classification of Wrist Movement from Electrocorticography in Primary Sensorimotor Cortex

    Duk Shin, Kenji Kato, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    第37回日本神経科学大会   2014年

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  • 脳皮質信号源を用いた母音識別における信号源推定条件の検討

    吉村奈津江, 西元淳, Abdelkader Nasreddine Belkacem, 神原裕行, 辛徳, 花川隆, 小池康晴

    第37回日本神経科学大会   2014年

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  • 脳波を用いた手指の動作識別

    奥下竜太郎, 吉村奈津江, 神原裕行, 辛徳, Abdelkader Nasreddine Belkacem, 小池康晴

    信学技報 NC/MBE研究会   2014年

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  • Estimating Joint Angles from Biological Signals for Multi-joint Exoskeletons

    Toshihiro Kawase, Takeshi Sakurada, Yasuharu. Koike, Kenji Kansaku

    2014 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON SYSTEMS, MAN AND CYBERNETICS (SMC)   1470 - 1474   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

    Web of Science

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  • A computational model for learning reaching movement in 3-Dimentional Space and in force fields from scratch

    Hiroyuki Kambara, Haruka Shimizu, duk shin, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    The 44th annual meeting of the Society for Neuroscience   2014年

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  • 予測の不確実性に応じた手首インピーダンス制御モデル (ニューロコンピューティング)

    小川 展夢, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 315 )   7 - 12   2013年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    でこぼこの道を自転車で走る場合,手にかかる衝撃の大きさやタイミングを予想する事は困難である.このとき人は,ハンドルを握る手に自然と力を込める.衝撃で手がハンドルから離れる事を防ぐためと考えられる.この様に人は予測の困難さの度合い,即ち予測の不確実性に応じて,関節のインピーダンスを調節している.しかし,脳がこの行動則をどの様なメカニズムにより獲得・制御しているかは明らかになっていない.本研究ではこのメカニズムの解明を目指し,心理物理実験と計算機シミュレーション実験を行った.心理物理実験では,人が予測の不確実性に応じて,物体保持時の手首のインピーダンスをどの様に変化させるか調べた.結果,不確実性が高くなるほど,インピーダンスは高くなった.シミュレーション実験では,物体保持のための運動指令を生成する運動制御モデルを構築し,心理物理実験と同様の物体保持シミュレーションを行った.結果,モデルは人と同様のインピーダンス制御則を獲得することが確かめられた.これらの結果は,人が運動精度と消費エネルギーのトレードオフに基づき,不確実性に合わせて最適なインピーダンス制御を実現している可能性を示唆する.

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  • A BCI-based OT-assist suit for paralyzed upper extremities: Grasping movements controlled by EEG and EMG signals.

    Toshihiro KAWASE, Takeshi SAKURADA, Yasuharu KOIKE, Kenji KANSAKU

    Neuroscience 2013   2013年11月

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    掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 脳活動信号を用いた音声識別 (MEとバイオサイバネティックス)

    西元 淳, 吉村 奈津江, 地村 弘二, 神原 裕行, 辛 徳, 花川 隆, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 222 )   41 - 46   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    近年、考えるだけでコンピュータなどの機器を制御できる可能性のあるブレイン・コンピュータ・インタフェース(BCI)の研究がおこなわれている。本研究では、意思推定のBCIとして、非侵襲の脳活動計測を用いた音声識別を検討した。用いた脳活動信号は脳波、fMRIおよび、これらを組み合わせた階層変分ベイズ法により推定された皮質信号源電流とした。日本語の母音を用いて、音声を聴かせると同時に黙読を行うタスクを実施した。音声識別を行う際、大脳皮質の解剖学的領域を基にfMRIデータ解析より得られた賦活領域を選定して識別することで、より高い識別精度が得られる可能性が示された。

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  • Illusion of weight perception caused by temporal mismatch 査読

    Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Toshihiro Kawase, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Proceedings of the 5th International Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions (ISHF2013)   53 - 60   2013年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • Prediction of joint angle from muscle activities decoded from electrocorticograms

    Duk Shin, Chao Chen, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Hidenori Watanabe, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    ISHF2013   2013年

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  • 環境の不確実性に応じてスティフネスレベルを調節する物体受け取りタスクのための運動制御・学習モデルの提案

    神原裕行, 小川展夢, 辛徳, 小池康晴

    第36回日本神経科学大会   2013年

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  • サルの皮質脳波から推定した筋電信号を用いた腕の角度の推定

    辛徳, 中西康彦, 陳超, 神原裕行, 吉村奈津江, 渡辺秀典, 南部篤, 伊佐正, 西村幸男, 小池康晴

    第36回日本神経科学大会   2013年

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  • 遠心性信号が重さの知覚に与える影響についての研究

    小川展夢, 川瀬利弘, 神原裕行, 辛徳, 吉村奈津江, 小池康晴

    第36回日本神経科学大会   2013年

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  • 筋電図取得のための防水能動電極の開発

    山口和真, 神原裕行, 辛徳, 吉村奈津江, 小池康晴

    第14回日本電気生理運動学会大会   2013年

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  • 患者の大脳皮質におけるECoG信号を用いた腕の三次元軌跡の推定

    中西康彦, 柳沢琢史, 平田雅之, 陳超、 辛徳, 吉峰俊樹, 小池康晴

    第36回日本神経科学大会   2013年

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  • 脳活動信号を用いた音声識別

    西元淳, 吉村奈津江, 地村弘二, 神原裕行, 辛 徳, 花川 隆, 小池康晴

    信学技報 NC/MBE研究会   2013年

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  • EMG Normalization using Multiple Contraction Levels for Human Machine Interaface

    Makoto Watanabe, Duk Shin, Jaehyo Kim, Yasuharu Koike

    ISGMA 2013   2013年

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  • Prediction of arm 3d-trajectory from human electrocorticograms

    Yasuhiko Nakanishi, Takafumi Yanagisawa, Duk Shin, Chao Chen, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Masayuki Hirata, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike

    ISHF2013   2013年

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  • A study of efferent signal's influence on weight perception

    Hiromu Ogawa, Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    Neuro 2013   2013年

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  • Decoding of arm movement from electrocorticogram in primary motor cortex

    Chao Chen, Duk Shin, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Hidenori Watanabe, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    Neuro 2013   2013年

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  • Prediction of three-dimensional arm trajectory using ECoG signals in patient's cortical cortex

    Yasuhiko Nakanishi, Takafumi Yanagisawa, Masayuki Hirata, Chao Chen, Duk Shin, Toshiki Yoshimine, Yasuharu Koike

    Neuro 2013   2013年

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  • A motor control-learning model enabling stiffness adjustment according to uncertainty of object's weight during load-on task

    Hiroyuki Kambara, Hiromu Ogawa, Duk Shin, Yasuharu Koike

    Neuro 2013   2013年

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  • Prediction of Hand Trajectory from?Electrocorticogram in Primates

    Chao Chen, Duk Shin, Yasuhiko Nakanishi, Hidenori Watanabe, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    SNR 2013   2013年

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  • Decoding Muscle Activities from Electrocorticogram in Primary Motor Cortex

    Duk Shin, Hidenori Watanabe, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    SNR 2013   2013年

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  • 一次運動野の皮質脳波を用いた腕軌道のデコーディング

    陳超、 辛徳, 中西康彦, 神原裕行, 吉村奈津江, 渡辺秀典, 南部篤, 伊佐正, 西村幸男, 小池康晴

    第36回日本神経科学大会   2013年

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  • Prediction of Arm Movement from Electrocorticogram

    Chao Chen, Duk Shin, Yasuhiko Nakanishi, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Yasuharu Koike

    IEEE EDS wimnact 37   2013年

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  • Trajectory Formation of Step-Tracking Wrist Movements Predicted by an Optimal Control Model

    Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike

    SICE Annual Conference 2013   2013年

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  • 有限要素法による振動シミュレーションに基づいた力触覚レンダリング

    須佐育弥, 須佐育弥, 三武裕玄, 長谷川晶一, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 483(HIP2012 73-106) )   2013年

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  • Prediction of Joint angle from Muscle Activities decoded from Electrocorticograms in Primary Motor Cortex (MEとバイオサイバネティックス)

    SHIN Duk, NAKANISHI Yasuhiko, KAMBARA Hiroyuki, YOSHIMURA Natsue, WATANABE Hidenori, NAMBU Atsushi, ISA Tadashi, NISHIMURA Yukio, KOIKE Yasuharu

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   112 ( 297 )   61 - 64   2012年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Electrocorticography (ECoG) has drawn attention as an effective recording approach for less invasive brain-machine interfaces (BMI). Previous studies succeeded in classifying the movement direction and predicting hand trajectories from ECoGs. Despite such successful studies, there still remain considerable works for the purpose of realizing an ECoG-based BMI robot. We developed a method to predict multiple muscle activities from ECoG measurements. We also verified that ECoG signals could be effective for predicting muscle activities in time varying series for preforming sequential movements. Each ECoG signal was filtered by different bandpass filters for sensorimotor rhythms, normalized by the standard z-score, and smoothed by a Gaussian filter. We used sparse linear regression to find the best fit between frequency bands of ECoG and electromyogram (EMG). We also predicted angle of 4 DOF robot arm from the decoded EMG using 3-layer neural network. Consequently, this study shows that it could derive online prediction of angle of robot arm from ECoG signals.

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  • Prediction of Joint angle from Muscle Activities decoded from Electrocorticograms in Primary Motor Cortex (ニューロコンピューティング)

    SHIN Duk, NAKANISHI Yasuhiko, KAMBARA Hiroyuki, YOSHIMURA Natsue, WATANABE Hidenori, NAMBU Atsushi, ISA Tadashi, NISHIMURA Yukio, KOIKE Yasuharu

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   112 ( 298 )   5 - 8   2012年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Electrocorticography (ECoG) has drawn attention as an effective recording approach for less invasive brain-machine interfaces (BMI). Previous studies succeeded in classifying the movement direction and predicting hand trajectories from ECoGs. Despite such successful studies, there still remain considerable works for the purpose of realizing an ECoG-based BMI robot. We developed a method to predict multiple muscle activities from ECoG measurements. We also verified that ECoG signals could be effective for predicting muscle activities in time varying series for preforming sequential movements. Each ECoG signal was filtered by different bandpass filters for sensorimotor rhythms, normalized by the standard z-score, and smoothed by a Gaussian filter. We used sparse linear regression to find the best fit between frequency bands of ECoG and electromyogram (EMG). We also predicted angle of 4 DOF robot arm from the decoded EMG using 3-layer neural network. Consequently, this study shows that it could derive online prediction of angle of robot arm from ECoG signals.

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  • 筋骨格モデルを使用した表面筋電位による手先位置推定

    川瀬利弘, 小池康晴, 神作憲司

    電子情報通信学会技術研究報告   112 ( 297(MBE2012 45-59) )   21 - 24   2012年11月

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    記述言語:日本語  

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  • BMIと運動制御 (第48回日本リハビリテーション医学会 学術集会/千葉 パネルディスカッション Brain-Machine Interface(BMI)でImpairmentに切り込む)

    小池 康晴, 川瀬 利弘, 辛 徳

    The Japanese journal of rehabilitation medicine   49 ( 10 )   715 - 719   2012年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本リハビリテーション医学会 ; 2007-  

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  • 高頻度明滅視覚刺激を用いたSSVEP-based BCIの研究

    廣瀬 英顕, 宮城 大輔, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 220 )   5 - 8   2012年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    これまでに報告されたP300、 SSVEPを用いた脳一コンピュータ・インターフェース(BCI)では、専ら低頻度(10-30Hz)明滅視覚刺激が用いられてきた。この視覚刺激は、ユーザにとって必ずしも心地良いものと言えず、眼精疲労や光感受性発作の原因と成りえた。そこで、我々は、高頻度(40Hz-)明滅視覚刺激を用いることで視覚的負荷を抑えながら、高精度にユーザの視覚的注意を推定できるSSVEP-based BCIの構築を目指した。

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    その他リンク: http://search.jamas.or.jp/link/ui/2013094473

  • 重さの予測が運動制御に与える影響についての考察

    小川 展夢, 神原 裕之, 吉村 奈津江, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 220 )   25 - 30   2012年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    物体の保持には、重さの知覚と運動制御という2つの要素が関わる。同じ質量だが大きさの異なる2つの物体を保持した場合、小さい方を重く感じる。この現象はsize-weight illusionと呼ばれ、主観的な重さの知覚が実際の重さと異なっていることを示している。EMGから計算されるスティフネスと平衡位置は、関節運動の数理モデルに用いられる概念で、脳が運動器にどのような指令を送ったかを測る指標になると考えられる。本研究では、スティフネスと平衡位置を用いて、保持する対象物の重さの予測が、運動制御に与える影響を調べた。その結果、知覚と同様に、保持している物体が同じ質量であれば、大きさが小さい程、重たいおもりを保持するときのような運動制御が行われることがわかった。これは、手先の変位の大きさを指標に、運動制御がベイズ的であるとした先行研究と異なる結果となった。また、運動制御と知覚は異なる機能系で処理される、という意見もある中で、両者に何らかの関係性があることを示唆している。

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    その他リンク: http://search.jamas.or.jp/link/ui/2013094477

  • スティフネスが重さ知覚に与える影響

    山崎 佑朋, 川瀬 利弘, 辛 徳, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   111 ( 483 )   239 - 243   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    人間が物体を持った際に感じる重さは計測器のように正確ではなく,物体の質量以外にも様々な要因の影響を受けている.その一例として,質量が等しく大きさの異なる2つの物体を持った際に,小さい方をより重く感じる「Size-weight illusion」と呼ばれる現象が知られている.この現象は重さの予測と実際に持った際の感覚の間に生じるギャップが原因と考えられてきたが,原因は明らかになっていない.近年,人間が重さの予測に応じて事前に腕のスティフネスを変化させており,Size-weight illusionにも影響を与えていることが示唆された.そこで本研究ではスティフネスと重さの知覚の関係を調べる心理物理実験を行い,その結果スティフネスの高さの違いが重さの知覚に影響を与えているという結果が得られた.

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  • EEG信号源電流を用いたロボット制御

    吉村奈津江, チャールズ S ダサーラ, 川瀬利弘, 神原裕行, 辛徳, 花川隆, 佐藤雅昭, 小池康晴

    第35回日本神経科学大会   2012年

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  • The effect of temporal prediction error on weight perception

    Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike

    Neuroscience2012   2012年

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  • Controlling a robot using EEG cortical currents

    Natsue Yoshimura, Charles DaSalla, Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Takashi Hanakawa, Masaaki Sato, Yasuharu Koike

    Neuro2012   2012年

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  • Reconstruction of muscle activities from electrocorticograms in primary motor cortex

    Duk Shin, Hidenori Watanabe, Hiroyuki Kambara, Natsue Yoshimura, Atsushi Nambu, Tadashi Isa, Yukio Nishimura, Yasuharu Koike

    Neuro2012   2012年

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  • 落下物体の衝突タイミングの予測誤差が重さの知覚に与える影響について

    神原裕行, 辛徳, 小池康晴

    日本神経回路学会第22回全国大会   2012年

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  • Trajectory Formation in Step-tracking Wrist Movement

    KAMBARA Hiroyuki, SHIN Duk, KOIKE Yasuharu

    日本神経回路学会全国大会講演論文集   21st   38 - 39   2011年12月

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    記述言語:英語  

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  • 信号源推定を用いた脳波から筋活動信号の再構築(BCI/BMIとその周辺,一般)

    吉村 奈津江, ダサーラ チャールズ・サヨ, 花川 隆, 佐藤 雅昭, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   111 ( 315 )   35 - 40   2011年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    脳波(EEG)を用いたブレイン・マシン・インタフェース(BMI)研究ではこれまで動作や運動パターンの識別は実現されていたが,運動時の筋活動の時系列信号をEEGから再構築した例は報告されていなかった.我々は等尺性収縮運動時の手首に関する筋肉について,階層的変分ベイズ法(VBMEG)と呼ばれるEEG信号源推定法を用いて筋活動を推定し,高い精度で屈筋および伸筋の時系列信号が再構築できることを確認した.また将来的なリアルタイム化を想定し,VBMEGによる信号源推定時に利用する事前情報パラメータとして,fMRI解析から得られた脳活動情報ではなく解剖学的情報のみを用いた場合の再構築精度についても検討した.

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  • 表面筋電信号からの指文字認識手法

    平山亮, 米山和也, 小池康晴

    第73回全国大会講演論文集   2011 ( 1 )   41 - 42   2011年3月

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    記述言語:日本語  

    指文字の認識は、ビデオ画像を入力として使うより、直接的に手指の姿勢が推定できる方法を導入する方が認識率の向上に寄与できる。本研究では前腕に表面電極を貼付して計測された表面筋電信号から、全波整流及び加算平均を行った積分筋電図信号を算出し、手指の姿勢推定をニューラルネットワークによって行う。推定した各指の姿勢から、木構造の分類アルゴリズムを用いて、指文字の認識を行う。これまでに「あ、い、う、え、お」の認識を行ったが、対象を文字中の動作を含まない日本語指文字まで広げ認識を行って検証した。

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  • サルの神経活動から指先の力を予測する研究

    辛徳, 武井智彦, 神原裕行, 小池康晴, 関和彦

    信学技報 第5回MC研究会   2011年

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  • サルのM1活動から指力を予測する研究

    辛徳, 武井智彦, 神原裕行, 小池康晴, 関和彦

    第34回日本神経科学大会   2011年

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  • A brain-computer interface based on steady-state visual evoked potential

    Hideaki Hirose, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E203 - E204   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2011.07.880

    Web of Science

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  • A motor control model for reaching movement: The prediction of context dependent movement duration

    Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E249 - E249   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2011.07.1088

    Web of Science

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  • Prediction of finger force from the neuronal activities of the primary motor cortex

    Duk Shin, Tomohiko Takei, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike, Kazuhiko Seki

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E203 - E203   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2011.07.878

    Web of Science

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  • Effect of stiffness in weight perception

    Yuho Yamazaki, Duk Shin, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E262 - E262   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2011.07.1144

    Web of Science

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  • 状況に応じた運動時間の変化を予言する到達運動制御モデルの提案

    神原裕行, 辛徳, 小池康晴

    第34回日本神経科学大会   2011年

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  • Reconsturction of finger force from the M1 activities of a Japanese monkey

    Duk Shin, Tomohiko Takei, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike, Kazuhiko Seki

    Neuroscience2011   2011年

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  • 手首のステップトラッキング運動における軌道生成に関する研究

    神原裕行, 辛徳, 小池康晴

    日本神経回路学会 第21回全国大会   2011年

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  • スティフネスが重さに知覚を与える影響

    山崎佑朋, 辛徳, 神原裕行, 小池康晴

    第34回日本神経科学大会   2011年

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  • 生体信号を用いた認知過程の解析

    小池 康晴

    計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers   49 ( 12 )   850 - 855   2010年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:計測自動制御学会  

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  • 錯覚する脳

    小池 康晴

    日本音響学会誌   66 ( 11 )   577 - 582   2010年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人日本音響学会  

    DOI: 10.20697/jasj.66.11_577

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  • 運動感覚障害のリハビリテーションへの計算理論的アプローチ

    福澤 一[ヨシ, 小池 康晴

    神経心理学 : Japanese journal of neuropsychology   26 ( 2 )   143 - 150   2010年6月

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    記述言語:日本語  

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  • A Power Assist Device Based on Joint Equilibrium Point Estimation from Electromyography 査読

    Toshihiro Kawase, Hiroyuki Kambara, Yasuharu Koike

    Proceedings of the 4th International Symposium on Measurement, Analysis and Modeling of Human Functions (ISHF2010)   58 - 63   2010年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • 擬似触覚を利用した重みのコミュニケーションのためのビジュアルインタラクションデザイン

    中小路 久美代, 山本 恭裕, 小池 康晴

    情報処理学会研究報告. HCI, ヒューマンコンピュータインタラクション研究会報告   2010 ( 3 )   1 - 6   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    視覚によるオブジェクトの動きと,体性感覚による自分の動きとが一致している状態から一致しない状態に変化する際に生じる擬似的な触覚や力覚は,Pseudo Haptics(疑似触覚)と呼ばれている.本研究では,この原理を利用して,実際には重さはかかっていないのに,腕に重さがかかっているような錯覚を生じさせるようなビジュアルフィードバックデザインの原則の構築を目指している.本論では,重さや粘弾性に関する錯覚を生じさせるにあたりどのようなビジュアルフィードバックをすればどのように重い/粘弾性があると感じるかの試行実験をおこなうために必要となる要因を整理し,モデル化へ向けての課題を論じる.

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  • 落下物体受取り動作における加速度学習モデルの提案

    大石 圭一, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   109 ( 460 )   43 - 48   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    ヒトは落下する物体を受取る際,物体の位置と速度を基に,落下加速度に対応した内部モデルを用い,物体と腕の接触タイミングを予測している.しかし,どのような方策を用いて加速度を認識し,学習しているか詳細は不明である.そこで本研究では,複数の落下加速度モデルを持つ接触タイミング予測モデルを提案する.この提案モデルは,視覚情報を基に加速度モデルを切り替え,実際の接触タイミングとその予測値のずれを基に,加速度モデルの生成と学習を行う.検証としてVR環境を用いた落下物体の受取り実験を行った.

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  • 介助者モデルを用いたパワーアシスト法の提案

    下田 智大, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   109 ( 460 )   61 - 66   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,試作した下肢パワーアシスト装具を用いて,ユーザが安定な歩行周期で,不快感・違和感を持ちにくい歩行補助を行えるアシスト法を提案し,歩行促進による補助効果の検証を行った.ユーザの筋電信号から推定した関節トルクから適切なアシストタイミングを決定し,アシスト装具から補助力発生させ,ユーザと装具との間で相互適応的な関係を実現した.

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  • 独立成分分析により分解された表面筋電信号を用いた指の姿勢推定

    木暮 雄一郎, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   109 ( 460 )   83 - 88   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    表面筋電信号を用いた手指の姿勢推定では,高い精度を実現するために筋肉の位置を厳密に考慮して筋電信号を計測する必要があった.本論文ではこの煩わしさを解消し,計測の容易さと推定精度を両立する手法を提案する.この手法では,姿勢推定の前段階として筋電信号に独立成分分析(ICA)を作用させる.このプロセスにより筋電信号は関連の強い筋活動単位に分解され,ラフに計測された筋電信号からも,姿勢推定に必要な情報を取り出すことができると期待される.本論文では,ICAを用いた場合とそうでない場合で姿勢推定の結果を比較し,提案手法の有効性を検証する.

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  • 視覚と筋へのフィードバック情報を用いた運動支援技術に関する研究

    河村 拓郎, 山田 巧, 藤原 大, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   109 ( 460 )   1 - 6   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    人に動作の教示を行う際に,運動軌道だけではなく,筋の使い方を教示することで,教師と類似した運動が実現されることが近年の研究結果から示唆されている.その一例として,筋の活性状態を直感的な感覚情報として提示する,機能的電気刺激(FES)を用いた運動の教示方法が提案されている.この教示方法に視覚的な情報のフィードバックを加えることで,筋だけの教示方法よりも効果的に動作の教示ができると考えられる.そこで本研究では,表面筋電信号やFES,更に視覚情報を用いて,感覚情報を積極的に提示するシステムを構築し,いくつかの実験を通して運動技術に対するシステムの有効性や直感性を検証した.

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  • Estimation of eye-gaze direction and silent talk based on biological signal

    Hideaki Hirose, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   68   E214 - E215   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2010.07.2519

    Web of Science

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  • Muscle activation pattern in step-tracking wrist movement predicted by final-position cintrol hypothesis with internal models

    Hiroyuki Kambara, Duk Shin, Yasuharu Koike

    ISHF 2010   2010年

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  • An adaptational model of time-to-contact prediction against multiple acceleration environment

    Hiroyuki Kambara, Keiichi Ohishi, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   68   E148 - E148   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2010.07.2229

    Web of Science

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  • 立ち上がり動作における力学的最適性

    山﨑弘嗣, 神原裕行, 小池康晴

    総合リハ   38   229   2010年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • VRシステムにおけるバーチャル指先に関する考察--VR環境における物体操作性の向上を目指して

    石井 雅博, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    画像ラボ = Image laboratory / 画像ラボ編集委員会 編   20 ( 6 )   17 - 22   2009年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:東京 : 日本工業出版  

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I10326269

  • 脳を読む技術の工学応用

    小池 康晴

    自動車技術   63 ( 5 )   91 - 96   2009年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:自動車技術会  

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  • 筋骨格系の平衡位置を考慮したパワーアシストシステムに関する研究

    川瀬 利弘, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   108 ( 479 )   57 - 62   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    人間の筋力を機械でサポートするパワーアシスト装置の研究において,表面筋電信号から使用者の運動を推定し制御に用いることが試みられている.しかし,作業中に行われる姿勢維持のときの手先の安定性に着目した研究はなされていない.そこで本研究では,無負荷時の姿勢維持を阻害しないアシスト法を提案し,効果を検証した.具体的には,筋骨格系の平衡位置とスティフネスを表面筋電信号から推定し,スティフネスのみを増幅することで,姿勢維持時における手先位置が変化しない新しい制御方法を開発した.検証のため,手首用の外骨格型アシスト装置にこの方式を実装し,他の方式と比較し,有効な結果を得た.

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  • 筋活動の知覚とトレーニングシステムに関する研究

    黒澤 慎太郎, 神原 裕行, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   108 ( 479 )   35 - 40   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    近年、スポーツトレーニングにおいてパフォーマンスの向上と筋肉の活動様式には密接な関係があることが分かってきた。しかし、人間は複数の筋活動を同時に知覚することが困難であり、修正のアドバイスを貰ったとしても改善することは容易ではない。そこで、本研究ではリアルタイムで自然に複数の筋活動を知覚できるようなトレーニングシステムの開発を目的とする。具体的には、拡張現実感構築ツール(ARToolKit)を用いて、実際にユーザーの筋肉上に筋活動が表示されるような環境を作り、直感的に筋活動の知覚を補助するシステムを実現した。そして、いくつかの実験を通してシステムの直感性を評価した。

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  • Relevant information for weight perception

    Yasuharu Koike, Hiroyuki Kambara

    NEUROSCIENCE RESEARCH   65   S213 - S213   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI: 10.1016/j.neures.2009.09.1181

    Web of Science

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  • 内部モデルを用いた終端位置制御仮説による筋活動予測

    神原裕行, 辛徳, 小池康晴

    第31回日本神経科学大会   2009年

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  • ワイヤによる皮膚感覚刺激を用いた指先装着型接触感提示デバイス

    青木 孝文, 三武 裕玄, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   14 ( 3 )   421 - 428   2009年

  • 関節の平衡位置を考慮したパワーアシストシステムの提案と試作

    川瀬利弘, 倉茂和雄, 渡邉将人, 神原裕行, 小池康晴

    日本神経回路学会全国大会講演論文集   18th   16 - 17   2008年9月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 脳波・筋電図の臨床 視覚と触覚のミスマッチが及ぼす影響

    小池 康晴, 川瀬 利弘, 大石 圭一

    臨床脳波   50 ( 9 )   541 - 546   2008年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:永井書店  

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  • 視覚と触覚による接触時刻予測

    大石圭一, 川瀬利弘, 神原裕行, 小池康晴

    生体・生理工学シンポジウム論文集   23rd   109 - 112   2008年9月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • Estimation of both target-reaching movement and target-holding posture from neuronal activity of the primate motor area

    Hideaki Hirose, Kyuwan Choi, Ken-Ichiro Tsutsui, Yasuharu Koike, Yoshio Sakurai, Toshio Iijima

    NEUROSCIENCE RESEARCH   61   S252 - S252   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    Web of Science

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  • 3自由度力覚ディスプレイのための面型ポインタ

    石井雅博, 関谷尊範, 長谷川晶一, 佐藤誠

    電子情報通信学会論文誌 D   J91-D ( 12 )   2008年

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  • 両眼立体視とキャストシャドーの提示がVR空間におけるPick-and-Place Taskに与える影響

    石井雅博, 関谷尊範, TANG Zheng, 長谷川晶一, 佐藤誠

    光学   37 ( 7 )   2008年

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  • A brain-machine interface for realizing both target-reaching movement and target-holding posture

    Toshio Iljima, Hideaki Hirose, Kyuwan Choi, Ken-Ichiro Tsutsui, Yoshio Sakurai, Yasuharu Koike

    NEUROSCIENCE RESEARCH   61   S30 - S30   2008年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • 脳を読む技術の工学応用

    小池 康晴

    計測と制御 = Journal of the Society of Instrument and Control Engineers   46 ( 10 )   778 - 783   2007年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:計測自動制御学会  

    DOI: 10.11499/sicejl1962.46.778

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  • Motor control-learning model for arm's reaching movements without desired trajectory

    KAMBARA Hiroyuki, KIM Kyoungsik, SHIN Duk, SATO Makoto, KOIKE Yasuharu

    神経化学   46 ( 2/3 )   381   2007年8月

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    記述言語:英語  

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  • Unrealistic condition between visual and haptic stimuli in ball catching task 査読

    Toshihiro Kawase, Duk Shin, Yasuharu Koike

    The 2nd International Symposium on Mobiligence   89 - 92   2007年7月

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    記述言語:英語  

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  • Visuomanual coordination In ball catching task 査読

    Toshihiro Kawase, Duk Shin, Yasuharu Koike

    The 3rd International Symposium on Modeling of Human Functions   129 - 134   2007年6月

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    記述言語:英語  

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  • 生体信号処理とその応用(特別講演,生体信号の計測と解析,一般)

    小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   107 ( 50 )   19 - 22   2007年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    我々はこれまでに筋電信号を用いたヒューマンインタフェースの研究を行ってきた.筋電信号を用いたアプリケーションとしては義手などの医療応用が中心であったが,誰でも簡単に使えるインタフェースを目指して,多自由度のデバイスでも同時に制御できるシステムの構築を行っている.自分自身の体を使用するために,ジョイスティックやコントローラの使い方を学習する必要が無く,直感的に使えるデバイスとなる可能性がある.筋電信号は筋肉の発生する張力に関係する信号であるが,この信号を用いると筋肉の張力,関節トルク,関節インピーダンス,関節角度など様々な情報が推定可能となる.位置や力を計測するデバイスは存在するが,同時活性化など外に現れない力を計測できるデバイスはほとんど存在しない.本講演では,生体信号の計測方法,ヒューマンインタフェースとして使いやすい信号への変換方法,さらには,その応用について概説する.

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  • 物理シミュレータ上での力覚提示のための局所的な動力学計算を行う力覚レンダリング(ヒューマンコミュニケーショングループ(HCG)シンポジウム)

    大内 政義, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   106 ( 611 )   1 - 6   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    物理シミュレータと力覚インタフェースを組合わせたシステムにおいて,高速で更新される力覚レンダリングで局所的な動力学計算を行う構成では,局所的な世界の範囲の制限によって範囲外にある物体の影響が考慮されないという問題があった.そこで本論文では,局所的な世界の範囲外にある物体の影響を物理シミュレーションのプロセスであらかじめ求め,局所的kな動力学計算で使用することで,仮想世界全体から見て正しい局所的な動力学計算を行い,高速更新によるユーザの入力に対応した正確な力覚提示が行える手法を提案する.また提案手法に評価実験を行い,その有効性を確認した.

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  • 筋電信号を用いた指関節角度推定(ヒューマンコミュニケーショングループ(HCG)シンポジウム)

    片山 敦史, 辛 徳, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   106 ( 611 )   7 - 12   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋肉への神経刺激を電気信号として皮膚の上から計測した表面筋電信号は,能の運動指令や筋張力をよく表しており,筋電義手や筋電マウスなどのインタフェースに適用する研究が進んでいる.本研究では,この表面筋電信号から指および手首の関節角度のリアルタイム測定を試みた.関節角度を推定する事で従来の表面筋電信号による姿勢のパターン認識と比べて,より細かい操作性を持つヒューマンインタフェースとしての応用が期待出来る.そこでまず,計測した表面筋電信号からオフラインでのデータ処理によって推定された指および手首関節角度の推定精度を検証し,続いてオンラインアプリケーションの入力デバイスとしての応用とその実用性について検証した.

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  • 安定性と忠実性を両立させる高解像度力覚レンダリングの開発

    赤羽 克仁, 小池 康晴, 佐藤 誠

    情報処理学会論文誌   48 ( 3 )   1316 - 1325   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    本研究では,ビデオレート(60 Hz~)で実行する解析法ベースの剛体を扱うVR 世界において高解像度力覚レンダリング(10 kHz の力覚提示)を行うためのシステムを提案する.力覚の安定提示だけの実現であれば,VR 世界と力覚提示装置をバーチャルカップリングにより接続し,危険な発振が発生しない低いカップリング係数で接続すればいい.しかしながら,安定提示のための実際のカップリング係数は非常に低い値しかとれず,剛体と力覚ポインタの結合度が低くなり,操作の忠実性が損なわれてしまう.また,ビデオレートという低更新周波数を10 kHz の力覚提示装置の高更新周波数にどのようにアップサンプリングをするかが問題となる.提案するシステムは,安定性と忠実性の両立を,2 段構成で約160 倍のアップサンプリングを行うマルチレートシステムである.1 段目のバーチャルカップリングにより剛体操作の安定性を,2 段目の高解像度力覚補間レンダリングによりカップリングにより失われた提示面の忠実性を補償することを目指す.また,提案システムによって実際に安定性と忠実性がどのように両立されるのかを計算機シミュレーションにより検証する.そして,実際に6 自由度の力覚提示装置を10 kHz の更新周波数で制御し安定性と提示面の力覚クオリティ(忠実性)に関する評価実験を行うことで,その有効性を示す.In this paper, we propose and implement a 10 kHz high definition haptic rendering that can display on general video-rate (60Hz) VR applications. Our proposal requires both fidelity and stability in the multi-rate system, which the frequency ratio approximates at 160 times. For satisfying two criteria, there are some problems to be resolved. In the view of getting only stability, we can use a virtual coupling method to link a haptic display and a virtual object. However, due to low its coupling impedance, this method isn't good for realization of fidelity and quality of manipulation. Therefore, we have developed a multi-rate system with two levels up-sampling for both fidelity and stability of haptic rendering. The first level up-sampling achieves stability with the virtual coupling, and the second level achieves fidelity with 10 kHz haptic rendering to compensate the haptic quality lost from the coupling process. We confirmed that our proposed system could achieve the stability and fidelity of haptic rendering through a computer simulation and a 6DOF haptic interface (SPIDAR-G) with a rigid object simulation engine.

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    その他リンク: http://id.nii.ac.jp/1001/00010006/

  • 安定性と忠実性を両立させる高解像度力覚レンダリングの開発(バーチャルリアリティ,<特集>インタラクション技術の原理と応用)

    赤羽 克仁, 小池 康晴, 佐藤 誠

    情報処理学会論文誌   48 ( 3 )   1316 - 1325   2007年3月

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    出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    本研究では,ビデオレート(60Hz?)で実行する解析法ベースの剛体を扱うVR世界において高解像度力覚レンダリング(10kHzの力覚提示)を行うためのシステムを提案する.力覚の安定提示だけの実現であれば,VR世界と力覚提示装置をバーチャルカップリングにより接続し,危険な発振が発生しない低いカップリング係数で接続すればいい.しかしながら,安定提示のための実際のカップリング係数は非常に低い値しかとれず,剛体と力覚ポインタの結合度が低くなり,操作の忠実性が損なわれてしまう.また,ビデオレートという低更新周波数を10kHzの力覚提示装置の高更新周波数にどのようにアップサンプリングをするかが問題となる.提案するシステムは,安定性と忠実性の両立を,2役構成で約160倍のアップサンプリングを行うマルチレートシステムである.1段目のバーチャルカップリングにより剛体操作の安定性を,2段目の高解像度力覚補間レンダリングによりカップリングにより失われた提示面の忠実性を

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  • 準教師有学習を用いたBCIのためのEEGのオンラインクラスタリング

    小島 量, 薗頭 宏治, DASALLA Charles, LI Yan, 辛徳, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   106 ( 588 )   85 - 90   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    ブレインコンピュータインターフェース(BCI)は、特定の装置を用いて脳の状態を測定し、信号を解析することで直接的にコンピュータを操作することの出来るインターフェースである。一般にBCIには、被験者の思考・動作とその際に脳から得られる信号は常にその関係を変化させており、一度学習を終えても時間が経つにつれて認識率が次第に下がっていくという問題が挙げられる。本論文では、準教師有学習のうちの一つであるTransductive SVM (TSVM)を用いることで、認識率の低下をある程度防げることを主張する。またTSVMを逐次学習させることにより、オンラインで動作可能な、EEGを用いた非侵襲型のBCIを提案する。

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  • トルク・スティフネス情報を用いた筋電信号インタフェースによる多自由度操作システムの提案

    渡邉 将人, 山本 恭裕, 中小路 久美代, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   106 ( 588 )   91 - 96   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    私たちが何かを操作するとき手足を動かしてデバイスを操作する.そして多くのインタフェースはデバイスの位置情報の変化をシステムへ伝えている.力センサを利用して外力を伝えることのできるデバイスも存在するが,身体内部の力の状態まで伝えることのできるインタフェースはほとんどない.本研究では身体内部の動特性も入力情報として利用できるインタフェースの実現を目的とする.提案手法は筋電信号から筋肉に発生する張力を推定し,関節のモデルにより張力から関節のトルクとスティフネスを計算する.そして計算された力の情報を用いて,物体の操作を行うためのインタラクション方法を提案する.

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  • 軌道計画を行わない到達運動学習・制御モデル

    神原裕行, 金敬植, 辛徳, 佐藤誠, 小池康晴

    第29回日本神経科学大会   2007年

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  • 試行錯誤な学習を可能とする腕の到達運動制御モデル

    神原裕行, 塚本雄大, 金敬植, 辛徳, 佐藤誠, 小池康晴

    計測自動制御学会   2007年

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  • Arm reaching movements generated by the ”final point control ”with internal models

    Hiroyuki Kambara, Kyoungsik Kim, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    Neuroscience 2007   2007年

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  • 軌道計画を必要としない到達運動制御モデル

    神原裕行, 金敬植, 辛徳, 小池康晴

    脳と心のメカニズム、 第8回夏のワークショップ   2007年

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  • A brain-machine interface for predicting both arm-reaching movements and postures

    Hideaki Hirose, Kyuwan Choi, Ken-Ichiro Tsutsui, Yoshio Sakurai, Yasuharu Koike, Toshio Iijima

    NEUROSCIENCE RESEARCH   58   S161 - S161   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • 接触タイミング予測における視覚と触覚の関係

    川瀬 利弘, 辛 徳, 佐藤 誠, 小池 康晴

    第7回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会   864 - 865   2006年12月

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    記述言語:日本語  

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  • Consideration of the Embodiment of a New, Human-Centered Interface

    CHOI Kyuwan, SATO Makoto, KOIKE Yasuharu

    IEICE transactions on information and systems   89 ( 6 )   1826 - 1833   2006年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    In this study, we achieved predictable control of a wheelchair by changing the existing mapping method of the joystick, which considers the consecutive operations of a motor of a wheelchair, to a new mapping method that corresponds to the internal model of a human being. Since the existing method uses the polar coordinate system, it is not easy at all to use this method to predict either the direction of motion or the operating order for changing the position of the wheelchair according to the requirements of an operator. In order to improve the embodiment, we divided the existing joystick mapping method into two degrees of freedom-one in the vertical axis that can control the velocity and the other, in the horizontal axis for direction control. Based on this division, we implemented a wheelchair model that can be controlled by the electromyography (EMG) signal from the neck and the arm muscles of an operator. This was achieved by mapping the divided degrees of freedom onto the degrees of freedom of the neck and arm of the operator. In this case, since the operator controls the direction of motion by the joint of his/her neck, he/she can move the wheelchair in the desired direction; thus, a more intuitive human interface is implemented.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた腕の姿勢制御

    神原 裕行, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム = The IEICE transactions on information and systems (Japanese edition)   89 ( 5 )   1036 - 1048   2006年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会情報・システムソサイエティ  

    近年,生体の随意運動学習に関していくつかの計算論的なモデルが提案されている.その中に,小脳における学習モデルとしてのフィードバック誤差学習や,大脳基底核におけるそれとしての強化学習の枠組みの一つであるActor-Critic法がある.本研究では,これら二つを組み合わせた運動学習モデルを提案する.このモデルでは,フィードバック誤差学習におけるフィードバック制御器がActor-Critic法により自立的に獲得される.このモデルを用いて,二関節六筋の腕を制御対象とした鉛直平面内における姿勢保持運動の学習シミュレーション実験を行った.その結果,タスクに応じた報酬のみから,腕の逆スタティックスモデルが獲得できることを確かめた.また,最適レギュレータをフィードバック制御器として用いたフィードバック誤差学習との性能比較実験を行った.更に,腕の逆スタティックスモデルとActor-Critic法のActor制御部を用いて二点間到達運動を行い,生体の運動制御に関して考察した.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた腕の姿勢制御(バイオサイバネティックス,ニューロコンピューティング)

    神原 裕行, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D, 情報・システム   89 ( 5 )   1036 - 1048   2006年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    近年,生体の随意運動学習に関していくつかの計算論的なモデルが提案されている.その中に,小脳における学習モデルとしてのフィードバック誤差学習や,大脳基底核におけるそれとしての強化学習の枠組みの一つであるActor-Critic法がある.本研究では,これら二つを組み合わせた運動学習モデルを提案する.このモデルでは,フィードバック誤差学習におけるフィードバック制御器がActor-Critic法により自立的に獲得される.このモデルを用いて,二関節六筋の腕を制御対象とした鉛直平面内における姿勢保持運動の学習シミュレーション実験を行った.その結果,タスクに応じた報酬のみから,腕の逆スタティックスモデルが獲得できることを確かめた.また,最適レギュレータをフィードバック制御器として用いたフィードバック誤差学習との性能比較実験を行った.更に,腕の逆スタティックスモデルとActor-Critic法のActor制御部を用いて二点間到達運動を行い,生体の運動制御に関して考察した.

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  • 人間の視線を模擬したモデルを持つリアクティブバーチャルヒューマンの構築(セッション1)

    三武 裕玄, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    情報処理学会研究報告. EC, エンタテインメントコンピューティング   2006 ( 24 )   9 - 16   2006年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

    人間とバーチャルヒューマンとのインタラクションにおいて、相手の視線はリアリティの向上のために重要な要素である。本研究では、物理シミュレーションベースのバーチャルヒューマンを対象とし、人間らしい自然な眼の動きを与えるため、人間の視覚系を模擬したモデルを構築した。具体的には、物理シミュレータの持つ物体の位置情報をもとに、人間の視覚的注意を模擬した手法によって注視点を決定し、眼球運動の制御モデルによって眼球を動作させた。

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  • デジタルモックアップシステムの現状とこれから 動力学シミュレーシヨンを用いた力覚インタラクション

    長谷川晶一, 佐藤誠

    設計工学   41 ( 3 )   2006年

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  • Learning and control model of the arm for maintaining positions with different weights on hand

    Kyongsik Kim, Dongok Kim, Duk Shin, Yasuharu Koike

    ISEK2006   2006年

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  • Coop erative works by a human and a robot driven by ultrasonic motor using EMG signals

    Dongok Kim, Masato Watanabe, Kyongsik Kim, Duk Shin, Yasuharu Koike

    ISEK2006   2006年

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  • Self-Load-On-Taskにおける 腕の運動制御学習モデル

    金敬植, 神原裕行, 辛徳, 佐藤誠, 小池康晴

    第22回 生体・生理工学シンポジウム   2006年

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  • A New Device to Measure The Eletromyographic Signals Easily

    Ai Yasukouchi, Katsutoshi Tukamoto, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    ISEK2006   2006年

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  • Tele-kinesthetic interaction: Using hand muscles to interact with a tangible 3D object 査読

    Y. Koike, K. Nakakoji, Y. Yamamoto

    ACM SIGGRAPH 2006: Emerging Technologies   33   2006年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ACM  

    DOI: 10.1145/1179133.1179167

    Scopus

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  • Human-scale haptic interaction with a reactive virtual human in a real-time physics simulator

    Shoichi Hasegawa, Ishikawa Toshiaki, Naoki Hashimoto, Marc Salvati, Hironori Mitake, Yasuharu Koike, Makoto Sato

    Computers in Entertainment   4 ( 3 )   #9   2006年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Association for Computing Machinery  

    DOI: 10.1145/1146816.1146831

    Scopus

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  • Arm-reaching movement without planning desired trajectory

    Yasuharu Koike, Hiroyuki Kambara, Kyongsik Kim, Duk Shin, Makoto Sato

    Neuroscience2006   2006年

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  • Prediction of sequential arm-reaching movements and posture controls from activity of premotor and primary motor area in monkey

    Hideaki Hirose, Kyuwan Choi, Shinichiro Yoshizato, Yoshio Sakura, Yasuharu Koike, Toshio Iijima

    NEUROSCIENCE RESEARCH   55   S124 - S124   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • A Study of Motor Control for Load on Task using Eletromyographic signals

    Duk Shin, Kyongsik Kim, Dongok Kim, Yasuharu Koike

    ISEK2006   2006年

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  • Speed characteristic of a new type ultrasonic-motor and impedance matching system by novel method

    Dong-Ok Kim, Masato Watanabe, Kyoung-Sik Kim, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    2006 SICE-ICASE INTERNATIONAL JOINT CONFERENCE, VOLS 1-13   3196 - 3201   2006年

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    記述言語:英語  

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  • 筋電信号を介したBrain Machine Interface(「手」及びヒューマン情報処理一般)

    小池 康晴, 崔 圭完

    電子情報通信学会技術研究報告. HIP, ヒューマン情報処理   105 ( 358 )   45 - 50   2005年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    近年, 脳の運動野の信号から直接ロボットを操作することができるようにサルが学習しただけでなく, 実際に腕を動かすことなく, 考えただけでロボットを動かすことができるようになったと報告された.この成果の要因の一つとして, 脳の中に多数の電極を長く入れておけるようになったことがあげられる.これらの研究では, 脊髄損傷や筋ジストロフィの患者に対する治療を目的としている.このため, 思っただけでロボットやコンピュータのマウス操作が行えることを目指しており, ロボットの手先や画面上のカーソルを直接動かしている.しかし, 我々がものを持つときには, 対象物の重さに応じて適切に力を調整しており, 単純に位置だけを推定したのでは正しく制御できない.最近では, 体性感覚などのフィードバック信号も脳に伝達する研究も行われているが, 脳が自分の腕をどのように制御しているのかといった問題が解決されなければ, 本当に思い通りに動かせるBMIは作成できないので

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  • 複数の加速度環境でのボールキャッチングタスクにおけるタイミング予測(脳・ヒューマンモデリング2, 脳・ヒューマンモデリング, 一般)

    小池 康晴, 洪 性寛, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   105 ( 341 )   27 - 32   2005年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    これまで, ボールキャッチングタスクにおいて様々な研究が行われている.その多くは, 普通の重力加速度(1G)の状態でのキャッチングタスクであり, ボールが落ちてくる約100msec前から筋肉が活動を開始することなども知られている.最近, 宇宙空間(0G)でのキャッチングタスクと比較することで, 運動学習という観点からも調べられている.しかし, 1Gと0Gの極端な環境の比較であり, 0Gの環境では物体を落下させるために初速度が必要になり, 1Gの環境と直接比較することが難しいという問題がある.そこで, 本報告では, VRの技術を用いて1Gの近辺でを複数の加速度環境を構築し, ボールの接触した時刻を体性感覚を通して獲得するためにハプティックインタフェースを用いた.この結果, 複数の加速度を学習することが可能となった.そして, 1Gの学習は十分長い時間をかけて獲得しているため, 他の加速度を学習しても能力は変化せず, 他の過速度も最終的には, 重力加速度と同程度の誤差でボールを受け

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  • キャッチング作業における人間の接触タイミング予測モデルに関する研究(バイオサイバネティックス, ニューロコンピューティング)

    洪 性寛, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   88 ( 7 )   1246 - 1256   2005年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では, 落下する物体のキャッチング作業において, ヒトがどのような方策に基づき, 物体との接触タイミングを予測するのかを調べる.そして, その予測モデルの構造について考察する.実験環境として, バーチャルリアリティ技術を用い, 複数の加速度が存在するボールキャッチング環境を構築しており, 被験者には, ボールをキャッチングする際, 手の初期位置を維持するといった作業課題を与えた.その結果, 重力加速度環境ではキャッチング開始時刻が一定であり, 正しく接触タイミング予測が行われていた.また, その環境では手の軌道が一定になっており, 作業課題も精度良く行っていることも観測できた.一方, 他の加速度環境では正しく接触タイミング予測ができず各加速度で誤差が生じており, そのタイミング予測誤差が作業課題の大きなタスク誤差につながった.しかしながら, 試行回数が増えるにつれ接触タイミングが変化し, 新たな加速度環境を学習している傾向が見られた.こ

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  • 物理シミュレーションによるバーチャルヒューマンの運動制御

    高津 勝, 長田 陽介, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   7 ( 3 )   19 - 25   2005年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • 局所的な動力学計算を行う力覚レンダリング

    岩下 克, 赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    映像情報メディア学会技術報告   29 ( 31 )   73 - 78   2005年6月

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    出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • 物理シミュレーションによるバーチャルヒューマンの運動制御

    高津 勝, 長田 陽介, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    映像情報メディア学会技術報告   29 ( 31 )   19 - 25   2005年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • Reactive Virtual Human with Dynamic and Human Scale Haptic Interaction (第34回ヒューマンインタフェース研究会 人工現実感)

    Marc Salvati, Ishikawa Toshiaki, Hasegawa Shoichi, KOIKE Yasuharu, SATO Makoto

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   7 ( 3 )   13 - 18   2005年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • 局所的な動力学計算を行う力覚レンダリング

    岩下 克, 赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   7 ( 3 )   73 - 78   2005年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • Reactive Virtual Human with Dynamic and Human Scale Haptic Interaction

    Marc Salvati, Ishikawa Toshiaki, HasegaWa Shoichi, Koike Yasuharu, Sato Makoto

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   105 ( 106 )   13 - 18   2005年5月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    In this paper, we propose a framework for haptic interaction with a reactive virtual human in a physically simulated virtual world. The user controls an avatar in the virtual world via human scale haptic interface and interact with a virtual human through the avatar. The virtual human recognizes the user's motion and reacts to it. We create a virtual boxing system as an application of the proposed simulator. We performed an experiment to evaluate the validity of the reaction of the virtual human. We confirmed that proposed framework created realistic reactions and users can easily estimate the input motions of the avatar.

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  • 局所的な動力学計算を行う力覚レンダリング(人工現実感)

    岩下克, 赤羽克仁, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   105 ( 106 )   73 - 78   2005年5月

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    出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    仮想世界の力覚提示を安定に行うには, 力覚提示装置の制御を1kHz以上の更新周期で行う必要がある.しかし, 仮想世界の動力学計算には多大な計算量が必要なため, 力覚提示装置の制御と仮想世界の動力学計算を分割し, 力覚提示装置の制御プロセスのみを高速に更新し, 仮想世界の動力学計算の更新は低く抑える手法が研究されてきた.本論文では, 力覚提示装置の制御プロセスにおいて, 仮想世界の局所的な動力学計算を行う手法を示す.仮想世界の動力学計算の更新周期を高くすることにより, 動的仮想世界の力覚提示の安定化や, 仮想世界の表現の正確性を増すことが可能になる.

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  • 物理シミュレーションによるバーチャルヒューマンの運動制御(人工現実感)

    高津勝, 長田陽介, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   105 ( 106 )   19 - 25   2005年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    In this paper, we propose a new kinetics control system that can create reactive motions of virtual human in a physical simulted virtual world in real time. Our proposal system has a balance control system and reaching movement control system. The balance control is achieved by optimizing joint torques of a whole body. The reaching movement is achieved with minimum jerk model. In this system, we enable balance control and reaching movement at a time without reference motion.

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  • 物体の重さ比較時の知覚に関する研究

    辛 徳, 立石 ゆみ子, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   104 ( 758 )   47 - 52   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    運動を行うとき脳は遠心性と求心性の2つの入力を受け取ると考えられている.これらが重さの知覚に与える影響を明らかにするため, 様々な研究がなされてきた.しかし, これらの研究では腕の下がりや被験者の回答についてしか解析しておらず, 運動指令に関する筋肉の活動などは直接計測してはいない.本研究では, 重さの知覚の仕組みを明らかにするために, 仮想環境であるSPIDARを用いて, Load-on-Taskにおけるヒトの腕の運動制御方法について検討した.また, その時のスティフネスと平衡位置の特性を数式モデルを用いて表面筋電信号から推定した.その結果, フィードバックがない仮想環境おける実験でも, ヒトは同時活性化により物体を持つ前からスティフネスを重さに応じて制御していることが得られた.これらの結果から, 重さに応じてスティフネスを予測的に制御していることを示し, 重さに関する遠心性の信号としてスティフネスを用いることが有効であることを示した.

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  • 筋電信号を用いて解析する腕の運動制御機構

    小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   104 ( 758 )   43 - 46   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋肉の活性状態は表面筋電信号として取り出すことができる.表面筋電信号とは, 筋収縮時の膜の興奮電位を皮膚上で計測したもので, 筋肉への神経刺激を電気信号として取り出したものであり, 脳の運動指令や筋張力を良く表しているといわれている.これまで, 筋電信号は計測する装置が医療用の高価なものが中心であり, 手軽にヒューマンインタフェースに用いることは難しかった.我々は, 簡易に筋電信号が計測できるアンプとアクティブ電極を開発し, AIBOなどのロボットを操作したり, 仮想楽器や音楽を演奏するヒューマンインタフェース装置を提案してきた.本論文では, 筋電信号の計測の仕方, 信号処理方法, 角度推定, スティフネス推定, 運動プリミティブ推定の方法の概要を説明し, Brain Machine Interfaceまでの応用についても展望を述べる.

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  • ヒューマンインタフェースのためのNIRSの研究

    仲山 加奈子, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   104 ( 758 )   53 - 58   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は, 特に意識せずに体を動かし生活しているが, 体を動かすことの出来ないlocked-in症候群と呼ばれる人々が大勢いる.こういった人々は, 脳活動の情報を直接インタフェースで利用することが有効であると考えられる.ブレインマシンインタフェース(BCI : Brain-Computer Interface)は, 外界への意思を含む脳の活動の情報を入力信号として利用するインタフェースである.本研究では, 非侵襲で相対的に脳内血流変化を計測する技術である近赤外分析法(NIRS : Near-Infrared Spectroscopy)を用いた実験を通し, NIRSのBCIへの応用を考える.

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  • ヒューマンインタフェースのための NIRS の研究

    仲山加奈子, 金載烋, 佐藤誠, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   104 ( 758 )   53 - 58   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    我々は, 特に意識せずに体を動かし生活しているが, 体を動かすことの出来ないlocked-in症候群と呼ばれる人々が大勢いる.こういった人々は, 脳活動の情報を直接インタフェースで利用することが有効であると考えられる.ブレインマシンインタフェース(BCI : Brain-Computer Interface)は, 外界への意思を含む脳の活動の情報を入力信号として利用するインタフェースである.本研究では, 非侵襲で相対的に脳内血流変化を計測する技術である近赤外分析法(NIRS : Near-Infrared Spectroscopy)を用いた実験を通し, NIRSのBCIへの応用を考える.

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  • HMMを用いた筋電信号からの運動プリミティブ抽出(<小特集>情報論的学習理論論文)

    李 鍾昊, 市屋 剛, 金 載烋, 佐藤 誠, 和田 安弘, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   88 ( 2 )   188 - 199   2005年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では, 人腕の2点間到達運動において, 内部座標系で筋電信号から運動プリミティブを抽出する方法を提案する.特に, 我々は人間がどのように運動を計画して実現するかを考える上で, 脳から運動指令を反映している筋電信号を用いて, 動きだけではなく, 力の変化も考慮した運動プリミティブの抽出を試みた.実験タスクとして, 水平面上における経由点のある様々な2点間到達運動を行った.そのとき計測した筋電信号から隠れマルコフモデルを用いて各運動プリミティブを確率的及び統計的に分離した.そして, このように抽出された運動プリミティブを順逆ダイナミックスモデルに用いて推定した経由点と比較することによって提案手法の有効性を確認した.

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  • 高解像度力覚インタフェースをもつ物理ベースVRシステムの開発(画像処理・ヒューマンインタフェース, <特集>システム開発論文)

    長谷川晶一, 赤羽克仁, 岩下克, 馬場次郎, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会論文誌. D-I, 情報・システム, I-情報処理   88 ( 2 )   431 - 438   2005年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    VR環境内の物体の運動を物理法則に基づいてシミュレートし, 物に触れたときに手に加わる力の感覚(=力覚)を提示することで, 高い現実感をもつ物体モデルを力覚を感じながら直接操作することができる.しかし, 従来の力覚インタフェースと物理シミュレーションは更新頻度が低く, あいまいな力覚を感じながら操作することしかできなかった.本研究では, 高解像度力覚インタフェースと高速応答物理シミュレータを組み合わせ, 精細な形状や物体の硬さが認知できるはっきりとした力覚を感じながら直接操作を行える仮想環境環境を実現する.

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  • Load-on-Taskにおける腕の運動制御に関する研究

    立石 ゆみ子, 辛 徳, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   104 ( 586 )   55 - 60   2005年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    ヒトは道具を巧みに操ることができ, 日常において我々は殆どの場合, 環境と接触しながら相互作用する接触作業を行っている. 接触作業の場合, 目的とする作業を達するためには腕だけではなく操作する対象物の特性も含めて運動指令を送らなければならない. このような複雑な作業は学習によって獲得できる考えられ, そのときの制御方法は中枢神経系でのメカニズムを解明することだけでなく, 対象物の特性の知覚のメカニズムを解明するためにも有効であると考えられる. 本研究ではLoad-on-Taskをとりあげ, 運動動制御時の方策, および学習時の目標を明らかにすることを目的とする. 手法として脳からの直接の指令に近いと考えられる身体座標系の指標として表面筋電信号からスティフネスと平衡位置を推定し, 外部座標系の指標として手の軌道を測定し解析した. その結果, ヒトはLoad-on-Taskにおいて手の位置を一定にし, 重さに応じて同時活性化を行うことで, スティフネスを積極的に制御

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  • 軌道計画を行なわない運動学習・制御モデルの提案

    神原裕行, 金敬植, 辛徳, 佐藤誠, 小池康晴

    日本神経回路学会第15回全国大会   2005年

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  • 表面筋電信号を用いた運動制御に関する研究、

    辛徳, 小池康晴

    第5回計測自動制御学会制御部門大会   2005年

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  • Learning and Switching between Multiple Nonzero-Gravity Environments for Catching Task

    Yasuharu Koike, Sungkwan Hong, Duk Shin, Jaehyo Kim, Makoto Sato

    SfN2005   2005年

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  • 10kHzの更新周波数による高解像度ハプティックレンダリング(<特集>五感情報インタフェース)

    赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   9 ( 3 )   217 - 226   2004年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    This paper describes a haptic controller for force feedback system. It is necessary that the frequency of device control is higher than 1kHz. Standard PC environments, however, have no real time operating system, and PC also controls the virtual world simultaneously. Therefore, it is difficult to guarantee the quality of frequency. On the other side, a virtual wall is generally implemented in impedance control with spring-damper model. In the case of usual 1kHz control, high impedance virtual wall is oscillated. When we display very stiff virtual wall, we try to get the parameters of maximu...

    DOI: 10.18974/tvrsj.9.3_217

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  • 10kHzの更新周波数による高解像度ハプティックレンダリング

    赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   9 ( 3 )   217 - 226   2004年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

    This paper describes a haptic controller for force feedback system. It is necessary that the frequency of device control is higher than 1kHz. Standard PC environments, however, have no real time operating system, and PC also controls the virtual world simultaneously. Therefore, it is difficult to guarantee the quality of frequency. On the other side, a virtual wall is generally implemented in impedance control with spring-damper model. In the case of usual 1kHz control, high impedance virtual wall is oscillated. When we display very stiff virtual wall, we try to get the parameters of maximum stable impedance, but the virtual wall displayed with these parameters can not satisfy user's request. In this research,we have developed the High Definition Haptic Controller with SuperH4 processor, and put this controller between the PC and the haptic device for the function distribution and the quality of frequency. In order to realize high frequency of device control, the controller also complements haptic information from primitive geometry and impedance of virtual wall. The SPIDAR, wire driven haptic display, is implemented in this controller, and it realizes 10kHz control frequency. Consequently, it became possible to display a very hard and high-resolution virtual wall stably. This means that the High Definition Haptic Controller presents stable haptic and high quality sensation in the virtual environments.

    DOI: 10.18974/tvrsj.9.3_217

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  • 筋肉骨格系の数式モデルによる腕のスティフネスの推定(バイオサイバネティックス,ニューロコンピューティング)

    辛 徳, 嶋田 修, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   87 ( 9 )   1860 - 1869   2004年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    これまで,人腕のインピーダンスは,マニピュランダムにより摂動を与えることで計測されてきた.これらの実験結果はいずれも摂動区間の平均値なので,時間に対して連続的に変化するスティフネスは測定不可能であり,その摂動区間以外には測定できない.更に,このような摂動実験環境では運動中や接触作業中の変化するスティフネス特性を解析することは難しい.そこで,本研究では表面筋電信号を運動指令とする筋肉骨格系のモデルを作成して,このモデルから直接スティフネスを推定する方法を提案する.このモデルは筋肉の長さの変化項及び筋肉の硬さの変化項を線形関数で表現し,関節トルクを運動指令に関して2次まで表現した.そして,このモデルのパラメータは,筋電信号と力センサから計測した関節トルクを用いて最小二乗法により求めた.その結果,パラメータの推定に使用していないデータに関しても関節トルクを推定できるようになり,スティフネスの連続的な変化値やスティフネス

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  • 運動と認知 (特集:認知科学)

    小池 康晴

    学術月報   57 ( 9 )   776 - 779   2004年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本学術振興会  

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  • サル一次運動野の神経活動から上肢運動を再現する(Direct estimation of arm movements from neuronal activities in the primary motor area of monkeys)

    広瀬 秀顕, 小池 康晴, 大場 健嗣, 筧 慎治, 飯島 敏夫

    神経化学   43 ( 2-3 )   432 - 432   2004年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本神経化学会  

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  • 高解像度ハプティックコントローラによるSPIDARの制御(ハプティックインタフェース1)

    赤羽 克仁, 岩下 克, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2004   10 - 11   2004年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

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  • 筋の活動度とSpeed-Accuracy Trade-off(バイオサイバネティックス,ニューロコンピューティング)

    野中 亮助, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   87 ( 4 )   1008 - 1019   2004年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では,Speed-Accuracy Trade-offの問題に関して,水平面内における2点間到達運動において,運動距離,運動精度を変化させ,そのときの運動軌道及び,筋の活性度を示す終電信号を計測した.また,比較実験として運動精度を要求しない課題を行った.その結果,Fitts&#039;s lawに準じた2点間到達運動において,運動の筋端点近傍で運動トルク生成のためには不必要な筋の活性が行われていることを示した.また,その筋の活性度は,要求された運動精度が高くなり,運動速度が遅くなっても,小さくはならないこと,更に,精度を要求されない同じ運動速度の運動に対して,精度を要求された精度の高い運動においては,その筋の活性度が大きくなることを示した.この結果は人がFitts&#039;s lawに準じた2点間到達運動を行っている際,腕の粘性や剛性といったインピーダンスを積極的に調節することによって,試行ごとに生ずる誤差を小さくするというメカニズムが存在していることを示す.

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  • 感覚情報を用いた書道における教示効果

    内藤 裕, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 734 )   139 - 144   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    動作の教示に際しては,動作の最適軌道だけでなく筋の遣い方を教示することで,より最適に近い運動が実現されることが近年の研究結果から示唆される.したがって,もしも筋の活性化状態を直感的な感覚情報として提示することができれば,通常の教示方法よりも効果的に技能の教示ができると考えられる.本研究では,通常の訓練方法では力やスティフネスの調節が難しく,筋の遣い方が重要であると考えられる書道の動作に着目し,初心者と熟練者との技能の相違を,筋の収縮レベル・筆の挙動・筆圧・字形の面から比較した.その情報をもとに,表面筋電信号や機能的電気刺激(Functional Electrical Stimulation, FES)を用いて感覚情報を積極的に提示するシステムの基礎を構築し,書道技能の向上に対するシステムの有効性を検証した.

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  • HMMを用いた筋電信号からの運動プリミティブ抽出

    李 鍾昊, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 734 )   151 - 156   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では、二点間到達運動中、腕の筋電信号を計測して隠れマルコフモデルを用いることにより、内部座標系から運動プリミティブを抽出することを目的とする。これまで、外部座標系で経由点を用いて運動プリミティブを抽出した研究はいくつか報告されているが、我々は人間がどのように運動を計画して実現するかを考える上で、脳から運動指令を反映している筋電信号を用いて、動きだけではなく、力の変化も考慮した運動プリミティブの抽出を試みた。実験タスクとして、水平面上で経由点が一つ存在する腕の運動を行った。その時計測した筋電信号から時間上で運動プリミティブを抽出するため隠れマルコフモデルを用いた。この方法は、外部座標系では分離しにくい運動に対しても、内部座標系から精度よく運動が分離できると期待される。

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  • 筋肉骨格系の数式モデルによる腕のスティフネスの推定

    辛 徳, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 734 )   145 - 150   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    これまで,人腕のインピーダンスは,マニピュランダムにより摂動を与えることで計測されてきた.これらの実験結果はいずれも摂動区間の平均値なので,時間に対して連続的に変化するスティフネスは測定不可能であり,その摂動区間以外には測定できない.さらに,このような摂動実験環境では運動中や接触作業中の変化するスティフネス特性を解析することは難しい.そこで,本研究では表面筋電信号を運動指令とする筋肉骨格系のモデルを作成して,このモデルから直接インピーダンスを推定する方法を提案する.このモデルは筋肉の長さの変化項および筋肉の硬さの変化項を,運動指令に関して1次までの線形関数で表現した.そして,このモデルのパラメータは,筋電信号とカセンサーから計測した関節トルクを用いてMATLABにより求めた.その結果,パラメータの推定に使用していないデータに関しても関節トルクを推定できるようになり,スティフネスの連続的な変化値やスティフネス楕円体を推定す

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  • 力覚インタラクションのための多面体の接触体積に基づく実時間剛体運動シミュレーション

    長谷川 晶一, 藤井 伸旭, 赤羽 克仁, 小池 康晴, 佐藤 誠

    計測自動制御学会論文集   40 ( 2 )   122 - 131   2004年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:計測自動制御学会  

    DOI: 10.9746/sicetr1965.40.122

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  • 力覚クオリティ向上を目指した高解像度ハプティックコントローラの提案(VR,ヒューマンファクタ,一般)

    赤羽克仁, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. CQ, コミュニケーションクオリティ   103 ( 661 )   29 - 32   2004年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    仮想空間内で安定に力覚提示を行うには,1kHzの制御が必要とされている.また,一般に仮想壁提示にはインピーダンス制御が用いられているが,更新周波数をより高くすることで,より高インピーダンスな仮想壁提示が可能になると考えられる.しかし,これらを標準PC環境で実現することは,力覚レンダリング,通信ボトルネックなどがあり困難である.そこで本研究では, SuperH4 CPUを搭載した高解像度ハプティックコントローラを開発し,機能分散を行うことでPCの処理を軽減し,ローカルに高速な力覚提示処理を行うことで,10kHzという更新周波数を実現した.その結果,安定で高インピーダンスな仮想壁提示を可能にした.

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  • 力覚クオリティ向上を目指した高解像度ハプティックコントローラの提案(VR,ヒューマンファクタ,一般)

    赤羽克仁, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   103 ( 663 )   29 - 32   2004年2月

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    出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    仮想空間内で安定に力覚提示を行うには,1kHzの制御が必要とされている.また,一般に仮想壁提示にはインピーダンス制御が用いられているが,更新周波数をより高くすることで,より高インピーダンスな仮想壁提示が可能になると考えられる.しかし,これらを標準PC環境で実現することは,力覚レンダリング,通信ボトルネックなどがあり困難である.そこで本研究では, SuperH4 CPUを搭載した高解像度ハプティックコントローラを開発し,機能分散を行うことでPCの処理を軽減し,ローカルに高速な力覚提示処理を行うことで,10kHzという更新周波数を実現した.その結果,安定で高インピーダンスな仮想壁提示を可能にした.

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  • 強化学習に基づく人腕の筋骨格系順動力学シミュレーションモデル

    閔 庚甫, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   103 ( 470 )   11 - 16   2004年1月

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    記述言語:日本語  

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  • 運動野の神経活動からの腕の運動予測(<特集>「脳・認知科学」及び一般)

    小池 康晴, 広瀬 秀顕, 櫻井 芳雄, 飯島 敏夫

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 602 )   37 - 42   2004年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    運動野(M1)から計測した神経活動からサルの腕の運動を再現した.ターゲットヘの到達運動中に,M1からシングルニューロン活動を記録し,同時に筋電信号と3次元の運動軌道を計測した.まず始めに,M1の少ない数の神経活動から筋電信号を推定し,その後,神経回路モデルを用いて筋電信号から腕の運動を推定した.最終的には,M1の神経活動から筋電信号を経由して運動を再構成したことになる.再構成した腕の運動は計測した運動とほぼ等しいものであった.このような2段階の推定方法を用いた理由は,運動だけでなく,トルクやインピーダンスといった力学的な信号までを予測可能にするためである.

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  • A development and evaluation of reactive motion capture system with haptic feedback 査読

    W Choi, SZ Jeong, N Hashimoto, S Hasegawa, Y Koike, M Sato

    SIXTH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON AUTOMATIC FACE AND GESTURE RECOGNITION, PROCEEDINGS   851 - 856   2004年

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    記述言語:英語  

    Web of Science

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  • Reexamination of the Size-weight Illusion from a Time-varying Arm Impedance

    Jaehyo Kim, Sungkwan Hong, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    ISHF 2004   2004年

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  • 筋肉骨格系に基づく人腕の順動力学モデル

    閔 庚甫, 辛 徳, 小池 康晴

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   58 ( 7 )   987 - 994   2004年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    DOI: 10.3169/itej.58.987

    Scopus

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  • 10kHz以上の高更新周期を実現する高解像度ハプティックコントローラの提案 査読

    赤羽 克仁, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   8   7 - 10   2004年

  • The Switching of Time-to-contact Estimation Models

    Sungkwan Hong, Duk Shin, Jaehyo Kim, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    ISHF 2004   2004年

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  • 局所的な動力学計算を行う力覚レンダリングの提案

    岩下克, 長谷川晶一, 赤羽克仁, 小池康晴, 佐藤誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集(CD-ROM)   9th   2004年

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  • Estimation of Time-varying Stiffness Ellipse from EMG signals using a Musculo-skeletal Model

    Duk Shin, Sungkwan Hong, Jaehyo Kim, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    ISHF 2004   2004年

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  • 強化学習に基づく入腕の筋骨格系順動力学シミュレーションモデル

    閔 庚甫, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス   103 ( 470 )   11 - 16   2003年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    人間の運動制御能力は試行錯誤による学習によって獲得されると思う。このような仮定に基づき、人間の運動制御能力の獲得プロセスをシミュレーションするためには制御対象の状態を観測し、制御主体に報酬を与え、適切な制御規則を捜しだす強化学習が最も適していると思う。制御対象である人体は正格にモデリングするために、筋骨格系に基づく順動力学モデルによって構築した。脳の運動学習と運動制御プロセスは強化学習に基づき、モデリングした。本研究では人腕の運動制御能力の獲得プロセスのシミュレーションを行った。

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた腕の姿勢制御

    神原 裕行, 閔 庚甫, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   103 ( 389 )   55 - 60   2003年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,強化学習の枠組みの一つであるActor-Critic法と,フィードバック誤差学習とを組み合わせた運動学習モデルを提案する.フィードバック誤差学習におけるフィードバック制御器を,Actor-Critic法により獲得するとともに,Actorの制御出力を教師信号として制御対象の逆ダイナミクスモデルを獲得する.そして,この学習モデルを鉛直平面内における腕の姿勢制御タスクに適用し,報酬というスカラー量のみから,タスクを達成するためのフィードフォワード運動指令が獲得できることを示す.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた腕の姿勢制御(NC一般セッション(3))(認識と学習,模倣学習)

    神原裕行, 閔庚甫, 金載烋, 佐藤誠, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   103 ( 391 )   55 - 60   2003年10月

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    出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,強化学習の枠組みの一つであるActor-Critic法と,フィードバック誤差学習とを組み合わせた運動学習モデルを提案する.フィードバック誤差学習におけるフィードバック制御器を,Actor-Critic法により獲得するとともに,Actorの制御出力を教師信号として制御対象の逆ダイナミクスモデルを獲得する.そして,この学習モデルを鉛直平面内における腕の姿勢制御タスクに適用し,報酬というスカラー量のみから,タスクを達成するためのフィードフォワード運動指令が獲得できることを示す.

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  • 強化学習とフィードバック誤差学習を用いた腕の姿勢制御(NC一般セッション(3))(認識と学習,模倣学習)

    神原 裕行, 閔 庚甫, 金 載烋, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   103 ( 389 )   55 - 60   2003年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,強化学習の枠組みの一つであるActor-Critic法と,フィードバック誤差学習とを組み合わせた運動学習モデルを提案する.フィードバック誤差学習におけるフィードバック制御器を,Actor-Critic法により獲得するとともに,Actorの制御出力を教師信号として制御対象の逆ダイナミクスモデルを獲得する.そして,この学習モデルを鉛直平面内における腕の姿勢制御タスクに適用し,報酬というスカラー量のみから,タスクを達成するためのフィードフォワード運動指令が獲得できることを示す.

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  • 筋骨格順動力学モデルに基づく筋電信号からの関節トルクの生成

    閔 庚甫, 小池 康晴

    映像情報メディア学会技術報告   27 ( 57 )   45 - 48   2003年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 筋骨格順動力学モデルに基づく筋電信号からの関節トルクの生成(画像技術・視覚・その他一般)

    閔 庚甫, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. EID, 電子ディスプレイ   103 ( 353 )   45 - 48   2003年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究報告書では, 人間の動きを筋肉の活動として分析することが必要な生体力学, 医学等といった分野でも利用できる人腕の動きのシミュレーションシステムの構築を目指した. そのために筋肉の付着点や関節の制限, 筋力などといった筋骨格系と順動力学に基づく人腕のモーションミュレーションモデルを構築した. また, 提案シミュレーションシステムは筋電信号を入力信号とし, トルクや筋力を計算できるインターフェースを構築した. また, シミュレーション結果をコンピュータグラフィクスによって可視化できるようにした.

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  • 筋骨格順動力学モデルに基づく筋電信号からの関節トルクの生成

    閔 庚甫, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. EID, 電子ディスプレイ   103 ( 353 )   45 - 48   2003年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • 物理法則に基づいた力覚VR環境構築ソフトウェアの開発

    岡田 直樹, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   8   465 - 468   2003年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • Graph Representation of Images in Scale-Space with Application to Face Detection

    MARUTA Hidetoshi, KOZAKAYA Tatsuo, KOIKE Yasuharu, SATO Mokoto

    IEICE transactions on information and systems   86 ( 7 )   1221 - 1227   2003年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    In the image recognition problem, it is very important how we represent the image. Considering this, we propose a new representational method of images based on the stability in scale-space. In our method, the image is segmented and represented as a hierarchical region graph in scale-space. The object is represented as feature graph, which is subgraph of region graph. In detail, the region graph is denned on the image with the relation of each segment hierarchically. And the feature graph is determined based on the "life-time" of the graph of the object in scale-space. This "life-time" means how long feature graph lives when the scale parameter is increased. We apply our method to the face detection problem, which is foundmental and difficult problem in face recognition. We determine the feature graph of the frontal human face statistical point of view. We also build the face detection system using this feature graph to show how our method works efficiently.

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  • 力覚提示機能を備えたリアクティブモーションキャプチャシステムの開発

    崔 雄, 鄭 承珠, 橋本 直己, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    映像情報メディア学会技術報告   27 ( 30 )   45 - 50   2003年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • 力覚提示機能を備えたリアクティブモーションキャプチャシステムの開発

    崔 雄, 鄭 承珠, 橋本 直己, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   5 ( 3 )   45 - 50   2003年6月

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    出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • 力覚提示機能を備えたリアクティブモーションキャプチャシステムの開発(人工現実感)(マルチメディア・仮想環境基礎)

    崔雄, 鄭承珠, 橋本直己, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   103 ( 106 )   45 - 50   2003年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    Creating reactive motion with existed motion-capture systems is difficult because it requires to provide various task environments. In order to resolve such a drawback, we propose a reactive motion capture system that combines the existing motion capture system with a haptic device and a human-scale virtual environment. Our aim is to acquire eactive motion data generated from interaction between haptic dispaly and virtual environment, based on the fact that human action in real world is represented by reaction of human to real objects. With 6 task conditions, we asked the subjects to trace ...

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  • (6)次世代ヒューマンインタフェース : Brain Machine Interface(招待講演1)

    小池 康晴

    情報処理学会研究報告. HI, ヒューマンインタフェース研究会報告   2003 ( 47 )   37 - 37   2003年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人情報処理学会  

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  • 力覚を介したリアクティブバーチャルヒューマンの構築に関する一考察

    鄭, 承珠, 崔, 雄, 橋本, 直己, 長谷川, 晶一, 佐藤, 誠

    第65回全国大会講演論文集   2003 ( 1 )   177 - 178   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:情報処理学会  

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  • 力覚提示機能を備えたモーションキャプチャシステムの構築

    崔, 雄, 鄭, 承珠, 橋本, 直己, 長谷川, 晶一, 佐藤, 誠

    第65回全国大会講演論文集   2003 ( 1 )   175 - 176   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:情報処理学会  

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    その他リンク: http://id.nii.ac.jp/1001/00168591/

  • 力覚を介したリアクティブバーチャルヒューマンの構築に関する一考察

    鄭 承珠, 崔 雄, 橋本 直己, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    第65回全国大会講演論文集   2003 ( 1 )   177 - 178   2003年3月

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  • 把持操作中における物体の重さの知覚に関する研究

    坪根亮, 金載烋, 佐藤誠, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   102 ( 730 )   1 - 6   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,人の視覚-体性感覚情報に基づいた予測的な運動と重さの知覚に関して調べる.具体的には,把持力が人の物体の重さの予測や識別というものを表現しているのかどうかについて調べた.その結果,異なる重さの物体を把持して持ち上げた際に,把持力がほぼ同一なのにもかかわらず,被験者が重さの違いを識別していることがわかった.これにより,Size-weight illusionにおいて,同一な把持力が体性感覚の正確な物体の重さの予測をあらわしているという仮説は適切ではないことが示唆される.

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  • 力の制御における学習効果の両手間転移に関する研究

    二村 誠示, 橋本 直己, 長谷川 晶一, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   102 ( 730 )   13 - 18   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    学習効果の両手間転移現象は,人間が運動計画をどの座標系で行うのかを調べるために研究されている。しかしどんなタスクを学習した際に転移が起きるのかは,まだ明らかではない.本研究では,左右の腕で外部座標系において同一の環境の時と,内部座標系において同一の環境の時の転移現象を調べた.さらに,タスクの難しさの違いによる転移の度合いの変化について調べた.手先の力とカーソルの動きの間には非線形な変換が加えられた.結果としては,外部座標系における変換か内部座標系における変換かによっては転移現象に違いは見られたなかったが,難しいタスクよりも易しいタスクの方が転移の度合いは大きかった.

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  • ヴァイオリン演奏時の把持力推定に関する研究

    塩山 高広, 松谷 晃宏, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   102 ( 730 )   7 - 12   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    身体技能の解析において,運動の軌道や速度の解析だけてはなく,筋肉の使い方や入れ具合を解析することは,大変重要である.そこで本研究では,普通の生活では必要とされない筋肉の使い方が要求される.ヴァイオリンの演奏についての測定実験を行った.ヴァイオリン演奏の基本技術である,ボーイング動作中における右手の使い方に注目し,特に見た目には分かりにくい,弓の把持力と腕の硬さについて,初心者と熟練者の違いを定量的に計測した.そして,把持力と弓圧との関係を調べることで,弓の把持力と腕の硬さが音に及ぼす影響について考察した.

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  • 筋電信号を用いた腕の運動制御 : Brain Machine Interface

    小池 康晴, 広瀬 秀顕, 飯島 敏夫

    日本神経回路学会誌 = The Brain & neural networks   10 ( 1 )   2 - 10   2003年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本神経回路学会  

    DOI: 10.3902/jnns.10.2

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  • 力覚提示機能を備えたリアクティブモーションキャプチャシステムの構築(<小特集>ヒューマンインフォメーション)

    崔雄, 鄭承珠, 橋本直己, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   57 ( 12 )   1727 - 1732   2003年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    DOI: 10.3169/itej.57.12_1727

    Scopus

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  • 筋電信号からトルク、 平衡位置、 スティフネスの推定

    小池康晴, 辛徳, 金載烋, 閔庚甫

    第4回SICE講演会   2003年

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  • Motion Assist System using Functional Electrical Stimulation(FES) and Electromyogram(EMG)

    Msaaki Uechi, Yutaka Naito, Duk Shin, Makoto Sato, Yasuharu Koike

    VSMM 2003   2003年

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  • LATEXによる論文作成(第4回) : Mac環境での使いこなし方

    小池康晴, 長石道博

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   57 ( 11 )   1465 - 1469   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    DOI: 10.3169/itej.57.1465

    Scopus

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  • 筋電信号を用いたAIBOの制御によるリハビリテーション

    柳下絋介, 辛徳, 道免和久, 佐藤誠, 小池康晴

    VR学会、 手と脳研究会   2003年

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  • タンジブル・プレイルーム : 「ペンギンホッケー」(<特集>エンタテインメントVR)

    白井 暁彦, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   7 ( 4 )   435 - 443   2002年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    We have suggested an entertainment application system for children named as &quot;Tangible Playroom&quot;. It has been designed as a basic system for future computer entertainment system. It uses a large floor screen, string based force display, &quot;SPIDAR&quot; and real-time physics simulator to realize our concepts, usual space, direct manipulation and emotional world. We have also developed a content software for Tangible Playroom named as &quot;Penguin Hockey&quot;. It is a simple hockey game playing with A.I. penguins and snowman pucks. It has been presented for children&#039;s event. As the result, about 400 children...

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.4_435

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  • タンジブル・プレイルーム : 「ペンギンホッケー」

    白井 暁彦, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   7 ( 4 )   435 - 444   2002年12月

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    出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.4_435

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  • 複数制御器の切り換えを行う強化学習アーキテクチャによるドライバモデル

    折田 敦, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   102 ( 508 )   71 - 76   2002年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,ある制御対象において連続値出力を行う複数の制御器が存在するときに,それらの切り換えと制御出力を学習する強化学習アーキテクチャを提案する.制御器切り換えの学習にはQ-learningを用い,制御出力はActor-Criticで獲得する.そして,このアーキテクチャを自動車の速度・車間距離制御タスクに適用し,シミュレーション実験を行った結果について述べる.実験では車両二台による追従走行を想定する.このタスクにはアクセルペダルとブレーキペダルの選択及びペダル踏み込み量を決定するという問題が含まれている.実験の結果より,前方を走行する先行車の速度変化に応じて,学習を行う追従車はペダル選択と操作量を決定し,追突することなく走行できることを確認した.また,この制御方式では複数強化学習器の切り換えを実現したが,この切り換えの効果を単一のActor-Criticモデルと比較し考察する.さらに,提案アーキテクチャで獲得した行動の運転特性が人間による運転と類似してい

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  • 「「手」と脳とVR空間」特集号にあたって

    小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   7 ( 3 )   289 - 290   2002年9月

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  • SPIDARを用いた size-weight illusion の検証

    金 載烋, 洪 性寛, 佐藤 誠, 小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   7 ( 3 )   347 - 354   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

    The aim of this paper is to examine how the humans perceive the object weight related to size-weight link. A size-weight illusion was used to investigate the role of visual and haptic cues in producing of adapted force during holding objects. Flanagan et. al. reported that the size weight illusion is caused by independence of perceptual and sensorimotor predictions in the current paper. We used a string-based haptic interface 'SPIDAR' to build the size-weight illusion environments and measured the hand displacement as a parameter to represent the subject's expected weight during holding task. As a result, we found that the size-weight illusion disappeared when the differences between the peak values of the dropped hand positions of two objects vanished. This results indicates that this phenomenon comes from the mismatch between the expected weight and actual sensory feedback related to object weight.

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_347

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  • フォースディスプレイを用いた剛物体操作のための物体形状と外力の提示方法

    長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   7 ( 3 )   323 - 328   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

    We propose a new method to display grasping and resultant force for multi finger object manipulation. In the method we eliminate the effect of the resultant force in the distances between fingers. We made an experiment to compare between conventional and proposed method.

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_323

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  • 7自由度力覚ディスプレイSPIDAR-Gの提案

    金 時学, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   7 ( 3 )   403 - 412   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    We intend to provide an engaging and exciting experience that demonstrates new force feedback technology for advanced VR applications. Our proposed force-feedback system(SPIDAR-G) will allow users to interact with virtual objects naturally by manipulating a grip located in the center of the device frame. In this paper, we explain a haptic device with 7 degrees of freedom (DOF) which can input translation, orientation and grasp measuring and reflect force by using the tension of 8 strings. We suggest the method to calculate translation, orientation and grasp and the method to display reflect...

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_403

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  • 7自由度力覚ディスプレイSPIDAR-Gの提案

    金 時学, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌 = Transactions of the Virtual Reality Society of Japan   7 ( 3 )   403 - 412   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

    We intend to provide an engaging and exciting experience that demonstrates new force feedback technology for advanced VR applications. Our proposed force-feedback system(SPIDAR-G) will allow users to interact with virtual objects naturally by manipulating a grip located in the center of the device frame. In this paper, we explain a haptic device with 7 degrees of freedom (DOF) which can input translation, orientation and grasp measuring and reflect force by using the tension of 8 strings. We suggest the method to calculate translation, orientation and grasp and the method to display reflect force with 7 DOF. Finally, we refer the characteristic of this device.

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_403

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  • フォースディスプレイを用いた剛物体操作のための物体形状と外力の提示方法(<特集>「手」と脳とVR空間)

    長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   7 ( 3 )   323 - 328   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    We propose a new method to display grasping and resultant force for multi finger object manipulation. In the method we eliminate the effect of the resultant force in the distances between fingers. We made an experiment to compare between conventional and proposed method.

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_323

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  • SPIDARを用いたsize-weight illusionの検証(<特集>「手」と脳とVR空間)

    金 載烋, 洪 性寛, 佐藤 誠, 小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   7 ( 3 )   347 - 354   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    The aim of this paper is to examine how the humans perceive the object weight related to size-weight link. A size-weight illusion was used to investigate the role of visual and haptic cues in producing of adapted force during holding objects. Flanagan et. al. reported that the size weight illusion is caused by independence of perceptual and sensorimotor predictions in the current paper. We used a string-based haptic interface &#039;SPIDAR&#039; to build the size-weight illusion environments and measured the hand displacement as a parameter to represent the subject&#039;s expected weight during holding tas...

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_347

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  • 「「手」と脳とVR空間」特集号にあたって(<特集>「手」と脳とVR空間)

    小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   7 ( 3 )   289 - 289   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    DOI: 10.18974/tvrsj.7.3_289

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  • VR環境での重さの知覚

    金 載烋, 洪 性寛, 佐藤 誠, 小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   33 - 36   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • ペナルティー法を用いた剛体運動シミュレータの開発

    藤井 伸旭, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   351 - 354   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 車両制御時におけるステアリング操作の学習と視線の変化

    坪根 亮, 佐藤 誠, 小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   287 - 288   2002年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 足踏みによる没入型仮想環境のための移動インタフェースの開発

    外山 篤, 岩下 克, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   469 - 472   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • Borland C++ Builder [1] を用いたVRアプリケーション開発環境の構築

    田上 信一郎, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   365 - 368   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 筋肉骨格データに基づく人腕の順動力学モデル(視覚と画質および一般)

    閔 庚甫, 小池 康晴

    映像情報メディア学会技術報告   26 ( 58 )   29 - 34   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    本研究報告書では,人間の動きを筋肉の活動として分析することが必要な生体力学,医学等といった分野でも利用できる人腕の動きの可視化シミュレーションシステムの構築を目指した.そのために筋肉の付着点や筋力などの人体の正確な筋肉骨格データに基づく人体モデルを構築した.筋肉の生体力学的な特性を筋力関数として定義し,筋力の計算に適用した.筋肉による関節の運動のシミュレーションは順動力学に基づくことによって行い,コンピュータグラフィクスによって可視化した.

    DOI: 10.11485/itetr.26.58.0_29

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  • 等身大視点と鳥瞰視点を組み合わせたインタラクティブな都市空間評価システム

    松本 直樹, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   475 - 476   2002年9月

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    記述言語:日本語  

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  • マルチモーダルな没入型等身大仮想環境の提案

    平井 卓哉, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   61 - 62   2002年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 幼児向け触覚エンタテイメントシステムの提案

    白井 暁彦, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   133 - 136   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 6自由度ワイヤ駆動型力覚ディスプレイ : 提示力に対する評価

    井上 雅晴, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   7   63 - 66   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 筋肉骨格データに基づく人腕の順動力学モデル

    閔 庚甫, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. EID, 電子ディスプレイ   102 ( 304 )   29 - 34   2002年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究報告書では,人間の動きを筋肉の活動として分析することが必要な生体力学,医学等といった分野でも利用できる人腕の動きの可視化シミュレーションシステムの構築を目指した.そのために筋肉の付着点や筋力などの人体の正確な筋肉骨格データに基づく人体モデルを構築した.筋肉の生体力学的な特性を筋力関数として定義し,筋力の計算に適用した.筋肉による関節の運動のシミュレーションは順動力学に基づくことによって行い,コンピュータグラフィクスによって可視化した.

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  • 表面筋電信号を用いた人腕のインピーダンスの推定

    辛 徳, 島田 修, 長谷川 晶一, 佐藤 誠, 小池 康晴

    生体・生理工学シンポジウム論文集   17   241 - 242   2002年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 表面筋電信号からのインピーダンス推定

    小池 康晴, 嶋田 修, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   102 ( 157 )   43 - 48   2002年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    これまで腕の到達運動,特に2点間の運動が,脳の運動制御に関する軌道計画や運動指令生成に関する計算論的な研究において行われてきた.しかし,日常の生活において,コップを持ちあげる,ものを切る,ボールを受け取るなど,環境との相互作用をともなう運動も行われている.たとえば,スポーツをはじめたとき,最初は上手な人のまねをして,フォームなどの視覚的な情報を用いて,学習を行う.しかし,実際にスポーツをやりながら,徐々に力のいれ具合など,外から見ていたのでは分からないことも学習により獲得していく.このように,外界からは見ることができない,力のいれ具合,また,これにともない,各関節のインピーダンスが推定できれば,どのように脳は外界との相互作用を行っているかを明らかにすることができる.本研究では,筋肉の活動度を示す表面筋電信号を用いて,腕のインピーダンスを推定する新しい方法を提案する.また,この方法を用いて静止中,運動中のインピーダンスを推定した結

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  • REAL-TIME RIGID BODY SIMULATION FOR POLYHEDRAL OBJECT BASED ON ACCURATE PENALTY METHOD

    Hasegawa Shoichi, Fujii Nobuaki, Koike Yasuharu, Sato Makoto

    Proceedings ... International Conference on Motion and Vibration Control   6 ( 1 )   609 - 612   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    This paper proposes a new method for real-time rigid body simulations based on the penalty method. The penalty method is a useful and simple method for real-time simulation of multiple rigid bodies. However there are two problems. The first one is the choice of the spring constant to calculate the force. Our method estimates the optimal spring constant from the time step and from the mass of the simulated objects. The second problem is the contact analysis for the calculation of the penalty force. Our method estimates the volume and area of the intersecting region.

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  • 2P1-E04 人の把持力制御を考慮した力覚による把持提示

    長谷川 晶一, 小池 康晴, 河野 芳郎, 佐藤 誠

    ロボティクス・メカトロニクス講演会講演概要集   2002   89 - 89   2002年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    フォースディスプレイを用いて仮想物体を操作する場合, 自然な操作を実現するためには, 複数の指を用いて直接仮想物体を把持操作できることが望ましい。これには, 指間に働く把持力と物体に働く外力を提示する必要がある。人は把持対象に加わる外力に応じて把持力を変化させる。このため, 従来の提示方法は外力が加わると物体の大きさや硬さが変化したかのような感覚を提示してしまう。そこで, 人の把持力制御を考慮に入れた把持力と外力の提示方法を提案する。

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  • 関節球整合法による手形状モデルのレジストレーション

    山田啓太, ワライラットソムサック, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   100 ( 565 )   61 - 68   2001年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    仮想世界において両手多指操作が可能なシステムを構築する場合, 仮想物体のCG像と手の実写画像を合成した画像をユーザに提示することによって, ユーザが自分の手を使って仮想物体を操作しているという感覚を強めることができる.しかし, CG像と実写画像の隠蔽関係が正しくなるように画像合成することは難しい.本研究では, 力覚提示装置SPIDAR-8で計測した指先位置と, カメラで撮影した手の実写画像から, 手形状モデルを用いて, ユーザの手形状を推定することによって, 仮想物体と実写の手の隠蔽関係が正しくなるように画像合成・提示するシステムを提案する.

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  • 東京工業大学精密工学研究所知能化工学部門ヒューマンインタフェース研究分野

    小池 康晴

    バイオメカニズム学会誌   25 ( 4 )   183 - 184   2001年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:バイオメカニズム学会  

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  • 両手多指操作デバイスSPIDAR-8の作業操作性について

    河野芳郎, ワライラットソムサック, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   101 ( 390 )   7 - 12   2001年10月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    仮想環境において, 両手多指操作デバイスSPIDAR-8の作業操作性を幾つかの実験により評価した.人が行う作業には, 二つの物体を持ち, 組み立てるなどの両手を必要とするものがある.仮想環境でこのような作業をより安定して行うためには, 両手を同じ作業空間で協調でき, 3本以上の指で安定して物体をつかむようにする必要がある.そのための装置として本研究室では両手多指操作デバイスSPIDAR-8を開発してきた.SPIDAR-8は, 糸を用いて8点の指先に対して位置計測と力覚提示を行うことができる装置である。糸の先端にはキャップのような器具が取り付けられており, それを指先に装着することにより, 指先に力覚を提示することができる.

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  • 力覚提示装置を用いた多指による物体操作のための把持力と外力の提示方法

    長谷川 晶一, 小池 康晴, 河野 芳郎, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   6   139 - 142   2001年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 等身大仮想環境のためのターンテーブルを用いた移動インターフェースの開発

    江島 由規, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   6   87 - 90   2001年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 「手」探り研究委員会

    鈴木 良次, 小池 康晴

    日本バーチャルリアリティ学会誌 = Journal of the Virtual Reality Society of Japan   6 ( 1 )   21 - 24   2001年6月

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    記述言語:日本語  

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  • 力覚提示を伴う仮想物体の両手多指操作環境の開発

    ワライラットソムサック, 山田啓太, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   84 ( 6 )   1140 - 1148   2001年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では, 仮想世界において両手多指直接操作を実現するためのシステムを提案する.より使いやすい両手多指直接操作を実現するためには, 手に物体をつかんだという感触を与えることや, ユーザの手と仮想物体の位置関係をユーザが把握しやすくすることが必要である.そこで, 8本の指先に力覚を提示し, ユーザの手と同じ動きをする仮想手をリアルタイムで表示することができるシステムを構築した.力覚提示は, SPIDAR-8という装置を用いて行う.SPIDAR-8は糸を用いて8点の位置計測と力覚提示を行うことができる装置である.糸の先端にはキャップのような器具が取り付けられており, それを指先に装着することにより, 指先に力覚を提示することができる.仮想手の表示は, SPIDAR-8によって計測した8点の指先位置から行う.8点の位置から手形状を推定し, それを仮想物体とともにCGで表示する.これにより, ユーザの手と同じ動きをする仮想手が表示される.このようなシステムを用いることによっ

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  • 領域グラフの尺度空間解析による顔検出に関する研究

    丸田英徳, 小坂谷達夫, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   100 ( 701 )   103 - 110   2001年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では,画像の記述形式そのものに着目し,顔という対象の持つ特徴をとらえた記述形式を尺度空間上で考え,その記述形式に基づいた対象の検出方法を提案する.具体的には,尺度空間上に,画像の領域分割に基づき,領域間の隣接関係から画像上の領域グラフを構成する.顔画像に対応する複数の領域グラフの中で,スケールパラメータの変化に対し安定な構造をもつ領域グラフを顔の特徴グラフと定義し,画像中の領域グラフの中から特徴グラフを検索し顔位置検出を行う.また実際に顔の特徴グラフを求め,それに基づいて顔位置検出システムを構築し,その有効性を示す.

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  • 都市風環境評価のための仮想傘の開発に関する研究

    橋本誠, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 716 )   117 - 124   2001年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    都市設計において重要な点は,その都市に住む人間のために快適な環境を実現することである.VR技術を用いた等身大の仮想都市設計環境は,快適性の評価のために有効であると考えられる.本研究は,都市におけるビル風などの風環境に着目し,快適性評価のための仮想都市設計環境を検討した.都市の住人が傘を差しながらビル群を歩く際,強いビル風が吹くことにより傘か大きく揺れることで,不快感を体感できる.このような体感は快適性評価にとって重要であり,この実現のために仮想環境上の傘である&quot;仮想傘&quot;を開発した.仮想傘は糸の張力により力覚提示が可能であり,傘の揺れを手元で体感することができる.仮想傘の開発を行い,都市環境の快適性評価に有効であることを実験的に示した.

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  • 仮想都市環境のためのマルチモーダルインタフェースの開発

    篠田康宏, ラルーシブギラ, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 716 )   31 - 38   2001年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    都市環境は大規模であるため,完成後に問題が生じても容易に作り変えることができない.そのため,設計した都市について,あらかじめ完成前にその評価しておくことは重要である.これを支援するために,VR技術を用いた仮想都市環境が有効であると考えられる.本研究では,仮想都市環境において自由に内部を歩き回り,またその中で壁伝いに移動する行動を,力覚提示を含めたマルチモーダルな等身大仮想環境を構築して実現した.そして,この仮想環境の評価として,災害時の視覚情報が減少した状態を想定した避難実験を行い,その有効性を確かめた.

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  • Two-Handed Multi-Fingers String-Based Haptic Interface Device

    WALAIRACHT Somsak, ISHII Masahiro, KOIKE Yasuharu, SATO Makoto

    IEICE transactions on information and systems   84 ( 3 )   365 - 373   2001年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    We have proposed a new string-based haptic interface device in this paper. It is a kind of device that allows a user to use both hands and multi-fingers to direct manipulate the virtual objects in the computer simulated virtual environment. One of the advantages of the device is to allow the user to use both hands to perform the cooperative works of hands, such as holding a large object that cannot be grasped or held by single hand. In addition, the haptic feedback sensation provided by the device at the fingertips makes possible for the user to perform dexterous manipulation, such as manipulating small size of objects. We have discussed about the design of the proposed device and have elaborated the methods of fingertip positions measurement and force feedback generation. The experiments had been carried out to verify the capabilities of the proposed device.

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  • マルチステップ状態予測を用いた強化学習によるドライバモデル

    小池 康晴, 銅谷 賢治

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   84 ( 2 )   370 - 379   2001年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では, 制御対象の内部モデルによる多ステップの状態予測を用いた強化学習方式を提案する.これを, 自動車の運転に応用し, 様々な曲率を含む道路を走行し, 道路から外れたかどうかだけを評価することにより, 学習を行った結果について述べる.学習により獲得した車両の動力学モデルを用いて, 複数の時間刻みで予測された状態をもとに, 報酬の予測と制御出力の決定を行う.シミュレーションの結果, 未学習の曲率の道路形状や, 速度においても安全に走行することができることを確認した.この制御方式では, 制御の方針や環境条件によって, 用いられる外部情報が変化し, 運動制御に必要な情報を得るために視線を変化させるモデルと考えることができる.

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  • 仮想都市設計のためのマルチモーダルインタフェースの開発

    篠田康宏, 橋本誠, 長谷川晶一, 小池康晴, 佐藤誠, LAROUSSI B

    日本バーチャルリアリティ学会研究報告   5 ( 2 )   2001年

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  • ガラス細工メタファによる自由形状モデリング方法の提案(<特集>VRソフトウェア)

    石井 雅博, 櫛田 英功, 金 時学, 長谷川 晶一, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   5 ( 4 )   1063 - 1069   2000年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    We propose a system for free form modeling which beginner can use easily by interface device. This paper describes a technique for deforming objects on the model of glasswork as a metaphor. A virtual material and a virtual tool, inspired by glasswork, are proposed. In the proposed environment, user designs 3D objects in 2 modes. In the 1st heating mode , user assigns heating values using heating objects as properties of vertices that compose a polygon mesh. In the 2 deformation mode , vertices are moved by interface device depend on those heating values. We show effectiveness of the suggest...

    DOI: 10.18974/tvrsj.5.4_1063

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  • 表面筋電に基づく肩周囲筋トルクベクトル方向の推定方法

    吉田 直樹, 道免 和久, 小池 康晴, 川人 光男

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   83 ( 10 )   2040 - 2049   2000年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本研究では, 多数の筋の表面筋電を同時に計測し, このときの手先力と姿勢の計測結果から重回帰モデルに基づいて各筋のトルクベクトル方向を推定する方法を新たに考案した.この方法で実際に4被験者の肩周囲筋(11部分)のトルクベクトル方向を12?30姿勢にわたって求めた.危険率0.05での各被験者のトルクベクトル信頼角度の平均値は7.7?10.6度の間であった.このモデルで, 平滑筋電信号から肩トルクを精度良く再現することができた(相関係数0.76?0.84).推定したトルクベクトル方向は解剖学的にもほぼ妥当であり, 一部を除き従来の方法による推定結果ともよく一致した.この方法で求められたトルクベクトル方向からは, 多くの筋が協調して働いている状況において, どの方向の肩トルクが発生するときに目的の筋が活動するのかを知ることができると考えられる.

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  • 筋電信号を用いた手首関節のモデル化に関する研究

    西山 京助, 嶋田 修, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   100 ( 358 )   9 - 15   2000年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋電信号は、筋肉の出す力を遅れ無しに推定する事が出来る為、インタフェースや医用工学などへの応用が期待されている。人の滑らかに動く腕を忠実にロボットやコンピュータ上で再現するためには、人腕の筋肉骨格系のモデルを作成することが必要となる.本稿では, 人腕の手首関節に関して筋電信号を運動指令として入力すると3自由度の関節トルクを出力するモデル式を作成することを試みた.筋肉の非線型な特性を単純化することで, 関節トルクは運動指令の2次までの多項式で近似できることを示した.また, 関節トルクと筋電信号を同時に計測する実験を行い, 計測データを用いてデータフィッティングすることによってモデル式のパラメータを求めた.作成したモデル式を用いてトルクの推定を行い, その有効性を確かめた.

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  • 画像パターン識別のための新しいパラメータ推定空間の提案

    佐藤 誠, 山上 晃弘, 丸田 英徳, 小池 康晴

    画像電子学会誌   29 ( 5 )   436 - 444   2000年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:画像電子学会  

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  • 4+4本指のための力覚提示装置を用いた直接操作環境の構築

    山田 啓太, ワライラット ソムサック, 長谷川 晶一, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   5   159 - 160   2000年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 等身大仮想環境のためのハプティック機能をもつ操作デバイスの開発 : 仮想傘のための提案とその開発

    橋本 誠, 金 時学, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   5   61 - 64   2000年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 視界の悪条件における避難体験シミュレータの力覚ディスプレイによる改善

    篠田 康宏, BOUGUILA Laroussi, 長谷川 晶一, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 = Proceedings of the Virtual Reality Society of Japan annual conference   5   161 - 164   2000年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • 8本糸を用いた7自由度力覚ディスプレイの提案

    佐藤誠, 金時学, 小池康晴

    映像情報メディア学会技術報告   24 ( 35 )   5 - 10   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    In this paper, we explain a haptic device which can input translation, orientation and grasp measuring by the length of eight strings and reflect force with 7 degrees of freedom(DOF)by using the tension of eight strings. We suggest the method to calculate translation, orientation and grasp using the length of eight strings and the method to display reflect force with 7 DOF. Finally, we refer the characteristic of this device and its validity.

    DOI: 10.11485/itetr.24.35.0_5

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  • 力覚提示を伴う等身大仮想環境における空間探索行動の分析

    石井雅博, 松川隆行, 平田幸広, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会技術報告   24 ( 35 )   19 - 24   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    A human-scale virtual reality environment, that allows user to manipulate virtual objects with his/her hands, is proposed by using a large projection display and a haptic display based on tensed strings. The system was evaluated from two different points of view, as a human interface and a simulator. As a human interface, the speed of performance and the rate of errors were studied, and made the effectiveness of force feedback clear. As a simulator that makes user to imitatively experience the case of emergency or the operation of unfamiliar apparatus, it must be real. The comparison betwee...

    DOI: 10.11485/itetr.24.35.0_19

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  • ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング手法の提案

    櫛田英功, 金時学, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会技術報告   24 ( 35 )   11 - 17   2000年6月

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    出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    We propose a system for free form modeling which beginner can use easily by interface device. This paper describes a technique for deforming objects on the model of glass-work as a metaphor. A virtual material and a virtual tool, inspired by glasswork, are proposed. In the proposed environment, user designs 3D objects in 2 modes. In the 1 st &#039;heating mode&#039;, user assigns &#039;heating values&#039; using &#039;heating objects&#039; as properties of vertices that compose a polygon mesh. In the 2nd &#039;deformation mode&#039;, vertices are moved by interface device depend on those &#039;heating values&#039;. We show effectiveness of...

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  • 力覚提示を伴う等身大仮想環境における空間探索行動の分析

    石井 雅博, 松川 隆行, 平田 幸広, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   2 ( 2 )   99 - 104   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • ガラス細エメタファーによる自由形状モデリング手法の提案

    櫛田 英功, 金 時学, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    ヒューマンインタフェース学会研究報告集 : human interface   2 ( 2 )   91 - 97   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • 8本糸を用いた7自由度力覚ディスプレイの提案 (第10回〔日本バーチャルリアリティ学会〕「人工現実感」研究会)

    佐藤 誠, 金 時学, 小池 康晴

    「人工現実感」研究会   10   85 - 90   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

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  • MVE2000-34 力覚提示を伴う等身大仮想環境における空間探索行動の分析

    石井雅博, 松川隆行, 平田幸広, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   19 - 24   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    A human-scale virtual reality environment, that allows user to manipulate virtual objects with his/her hands, is proposed by using a large projection display and a haptic display based on tensed strings. The system was evaluated from two different points of view, as a human interface and a simulator. As a human interface, the speed of performance and the rate of errors were studied, and made the effectiveness of force feedback clear. As a simulator that makes user to imitatively experience the case of emergency or the operation of unfamiliar apparatus, it must be real. The comparison betwee...

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  • 8本糸を用いた7自由度力覚ディスプレイの提案

    佐藤 誠, 金 時学, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   5 - 10   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    In this paper, we explain a haptic device which can input translation, orientation and grasp measuring by the length of eight strings and reflect force with 7 degrees of freedom(DOF)by using the tension of eight strings. We suggest the method to calculate translation, orientation and grasp using the length of eight strings and the method to display reflect force with 7 DOF. Finally, we refer the characteristic of this device and its validity.

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  • 力覚提示を伴う等身大仮想環境における空間探索行動の分析

    石井 雅博, 松川 隆行, 平田 幸広, 小池 康晴, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   19 - 24   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    A human-scale virtual reality environment, that allows user to manipulate virtual objects with his/her hands, is proposed by using a large projection display and a haptic display based on tensed strings. The system was evaluated from two different points of view, as a human interface and a simulator. As a human interface, the speed of performance and the rate of errors were studied, and made the effectiveness of force feedback clear. As a simulator that makes user to imitatively experience the case of emergency or the operation of unfamiliar apparatus, it must be real. The comparison between the human behavior in real world and in the virtual environment shows the system can be considered real and useful as a simulator.

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  • ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング手法の提案

    櫛田 英功, 金 時学, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   11 - 17   2000年6月

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  • MVE2000-33 ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング手法の提案

    櫛田英功, 金時学, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   11 - 17   2000年6月

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    出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    We propose a system for free form modeling which beginner can use easily by interface device. This paper describes a technique for deforming objects on the model of glass-work as a metaphor. A virtual material and a virtual tool, inspired by glasswork, are proposed. In the proposed environment, user designs 3D objects in 2 modes. In the 1st &#039;heating mode&#039;, user assigns &#039;heating values&#039; using &#039;heating objects&#039; as properties of vertices that compose a polygon mesh. In the 2nd &#039;deformation mode&#039;, vertices are moved by interface device depend on those &#039;heating values&#039;. We show effectiveness of ...

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  • MVE2000-32 8本糸を用いた7自由度力覚ディスプレイの提案

    佐藤誠, 金時学, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   100 ( 109 )   5 - 10   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    In this paper, we explain a haptic device which can input translation, orientation and grasp measuring by the length of eight strings and reflect force with 7 degrees of freedom(DOF)by using the tension of eight strings. We suggest the method to calculate translation, orientation and grasp using the length of eight strings and the method to display reflect force with 7 DOF. Finally, we refer the characteristic of this device and its validity.

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  • 8本糸を用いた7自由度力覚ディスプレイの提案 (第6回ヒューマンインタフェース学会研究会「ギガビットネットワーク/インターネットとマルチメディア」)

    佐藤 誠, 金 時学, 小池 康晴

    ヒュ-マンインタフェ-ス学会研究報告集   2 ( 2 )   85 - 90   2000年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:ヒュ-マンインタフェ-ス学会  

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  • 表面筋電信号を用いた腕の姿勢推定

    嶋田修, 西山京助, 佐藤誠, 小池康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. MI, 医用画像   100 ( 45 )   7 - 14   2000年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋電信号は、筋肉の出す力を遅れ無しに推定する事が出来る為、インタフェースや医用工学などへの応用が期待されている。筋肉信号と関節角度の非線形な関係を神経回路モデルで学習すれば、腕の姿勢推定を行うことが出来るが、学習には大量の時間がかかりリアルタイムに推定できない。学習済みのモデルを使用した場合、同一被験者でも電極を張り替えると異なる筋電信号となり、さらに、異なる被験者に対しては被験者ごとに使っている筋肉も違うと考えられるので、うまく関節角度を推定できない。本研究では、未学習の被験者に対してもリアルタイムに腕の姿勢推定を行うために、筋電信号の正規化と、元の信号を復元する5層の神経回路モデルを用いてモデルを選択する方法を提案する。

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  • 表面筋電信号を用いた腕の姿勢推定

    嶋田 修, 西山 京助, 佐藤 誠, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   100 ( 43 )   7 - 14   2000年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋電信号は、筋肉の出す力を遅れ無しに推定する事が出来る為、インタフェースや医用工学などへの応用が期待されている。筋電信号と関節角度の非線形な関係を神経回路モデルで学習すれば、腕の姿勢推定を行うことが出来るが、学習には大量の時間がかかりリアルタイムに推定できない。学習済みのモデルを使用した場合、同一被験者でも電極を張り替えると異なる筋電信号となり、さらに、異なる被験者に対しては被験者ごとに使っている筋肉も違うと考えられるので、うまく関節角度を推定できない。本研究では、未学習の被験者に対してもリアルタイムに腕の姿勢推定を行うために、筋電信号の正規化と、元の信号を復元する5層の神経回路モデルを用いてモデルを選択する方法を提案する。

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  • 画像認識のための新しいパラメトリック識別空間の提案

    山上晃弘, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. HIP, ヒューマン情報処理   99 ( 722 )   15 - 22   2000年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    2次元照合による3次元物体のパラメータ推定の代表的な手法として村瀬らによるパラメトリック固有空間法があげられる.パラメトリック固有空間法は, 主成分分析の考えに基づくいており、得られた固有空間は画像集合を圧縮する意味では最適な空間と考えられるが, パラメータ推定を行う意味では適当な空間とは言えない.本研究ではパラメトリック固有空間に, 固有空間を作る際に捨てられたパラメータ推定に有効なベクトルを取り入れることで, よりパラメータ推定に対して有効な部分空間を構成する手法を示す.

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  • ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング

    櫛田英功, 金時学, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2000   315 - 315   2000年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング手法の提案

    櫛田英功, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    情報処理学会研究報告. グラフィクスとCAD研究会報告   2000 ( 22 )   31 - 36   2000年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人情報処理学会  

    本研究では、直感的な操作により初心者にも容易に扱うことのできる自由形状モデリングのためのシステムを実現する。現実世界での形状生成法としてガラス細工に着目し、これをメタファーとして導入した変形法を新たに提案する。本手法では、加熱モードと変形モードの二つのモードで作業を行う。加熱モードではバーナーの炎をメタファーとする「加熱立体」を用い、ポリゴンメッシュの頂点にガラスの温度に対応する「加熱度」を与える。変形モードでは, 7自由度の入力デバイスを用い、各頂点をデバイスからの入力に加熱度を乗算した分だけ移動させることで変形を実現する。評価実験により提案手法の有効性を示す。

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  • 力覚ディスプレイを用いた視界の悪条件における避難体験シミュレータの構築

    篠田康宏, BOUGUILA L, 長谷川晶一, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    ヒューマンインタフェースシンポジウム論文集   2000   2000年

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  • DCTを用いた合焦判定による物体検出法の提案(<論文小特集>イメージセンシング技術)

    三輪道雄, フュンフクァンフイ ベト, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   54 ( 2 )   252 - 259   2000年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    DOI: 10.3169/itej.54.252

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  • 不可触世界の実時間可触化システムの提案(<特集>複合現実感)

    河野 芳郎, 石井 雅博, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バーチャルリアリティ学会論文誌   4 ( 4 )   679 - 684   1999年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本バーチャルリアリティ学会  

    This paper proposes a haptization system that allows the blind to touch untouchable objects. A stereo vision system is adopted to get the range data that represent the untouchable objects. A tension based haptic display, that is a point contact type, is used to present the shape to the blind. The method that transforms range data into smooth surface is described. The communication between the stereo vision system and the haptic display is discussed to realize real-lime touch. The experimental system has been developed to evaluate the proposed system.

    DOI: 10.18974/tvrsj.4.4_679

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  • 色フィルタとテクスチャ解析を用いた動画像からの道路標識の抽出

    三輪道雄, 大原知之, ポンスーパッスカンヤ, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    情報処理学会研究報告. CVIM, [コンピュータビジョンとイメージメディア]   99 ( 3 )   97 - 103   1999年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人情報処理学会  

    本稿では、道路を走行する車から撮影した動画像から標識を効率良く安定に抽出する方法について述べる。標識設置方法は法律によって決められており、決められた色に塗られている、特別な位置に設置されている、単色の背景に文字が規則正しく並んでいる、といった特徴を持っている。道路を撮影した動画像には大量の動画フレームが含まれており、同じ標識が少しづつ位置を変えながら数多くのフレームに撮影されている。この中から、一つの標識について最適に撮影された動画フレームを一枚だけ抽出するのが本論文の目的である。標識が最も大きく撮影されているフレームの選択は色フィルタと検出ウインドウを組み合わせることによって可能である。また標識以外のものは適切なテクスチャ解析を用いる事によってほぼ排除することができる。

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  • 多自由度デバイスによる自由形状モデリングに関する研究 : ガラス細工メタファーによる自由形状モデリング

    櫛田英功, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   99 ( 488 )   13 - 18   1999年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    本研究では、直感的な操作により初心者にも容易に扱うことのできるモデラーを実現するため、6自由度人力デバイスを用い/ご自由形状モデリングのためのシステムを提案する。モデリング機能の中でも特に.対象物体の変形手法にA(1′目し、多自由度デバイスの利点を生かすための度形手法として、ガラス細工をメタファーとして導入した選択α値による変形法を新たに提案する。変形部位を選択・仏の分イ[iとして色を塗るように指定し、その選択された部位に対して並進、回転の61-餉]1度の変形を行う本手法によって直感的で効率的なモデラを実現した。

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  • モーションプロセッサを用いた手の形状推定

    山上 晃弘, 石井 雅博, 小池 康晴

    電子情報通信学会技術研究報告   99 ( 488 )   19 - 24   1999年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • モーションプロセッサを用いた手の形状推定

    山上晃弘石井, 雅博小池康晴佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   99 ( 488 )   19 - 24   1999年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    2次元照合による3次元物体のパラメータ推定の代表的な手法として村瀬らによるパラメトリック固有空間法があげられる.パラメトリック固有空間法は,ト成分分析の考えに基づく.得られた固有空間は画像集合を圧縮する意味では最適な空間と孝えられるが,パラメータ推定を行う意味では適当な空間とは言えない.本研究ではパラメトリック1.・!・打J&quot;空間に,固有空間を作る際に捨てられたパラメータ推定に有効なベクトルを取り入れることで,よりパラメータ推定に対して有効な部分空間を構成する手法を示す.またモーションプロセッサ(東芝)を用い手形状推定を行うことで,提案法によって得られた部分空間を11・1′.価した.

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  • 合焦法遠距離計測のためのスクリーン投影型画像観測系の提案 (知能情報メディア論文特集)

    大原知之, 三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   82 ( 10 )   1750 - 1757   1999年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では,合焦法を用いて遠距離計測を行うために新たな画像観測系を提案する.合焦法とは,同一シーンに対して異なる焦点位置の画像を複数枚撮影し,そのボケの変化を分析することで奥行を求める手法である.この手法は,撮影した画像を拡大・縮小するだけで各画像間の画素の対応付けを行うことができるため,ステレオ視のような画素の対応付け問題がほぼ回避できる.しかし遠距離にある対象を広い画角で撮影すると被写界深度が深くなり,遠距離の計測は困難であった.そこで本論文では,スクリーン投影型画像観測系を新たに提案する.提案観測系ではいったんスクリーン上に画像を投影し,その投影画像を背面からCCDカメラで撮影する.そのため,被写界深度を浅くするために焦点距離の長いレンズを用いても,広い画角で撮影することができる.本論文では実際にスクリーン投影観測系を試作し合焦法による遠距離計測に対して有効であることを確認した.

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  • 動的な仮想世界の力覚提示のためのプロセス間通信 (知能情報メディア論文特集)

    長谷川晶一, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-パターン処理   82 ( 10 )   1758 - 1765   1999年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文は動的な仮想世界を安定に更新するために,更新が低速な世界管理プロセスと更新が高速な力覚提示プロセスとの間の通信にユーザが仮想世界に加えた力積の情報を含めることを提案する.力覚提示システムは,仮想世界を管理する世界管理プロセスと力覚提示を行う力覚提示プロセスに分けられる.力覚提示装置でばねダンパモデルを用いて硬い物体を表現するためには力覚提示プロセスの更新は高速 (1kHz程度) でなければならない.一方世界管理プロセスは複雑で動的な仮想世界の管理を行うため多くの計算資源が必要となり,更新が低速になる.両者の通信方式として力覚提示プロセスがユーザの指近傍の形状特徴を世界管理プロセスから受け取り,提示する方法が提案されている.しかしこの通信方式では動的な世界の安定な更新ができなかった.本研究では動的な世界を安定に更新可能な力積を用いた通信方式を提案する.

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  • Multi-fingers Haptic Display System Using Tensed Strings (日本バーチャルリアリテイ学会第4回大会) -- (力覚デバイス)

    Walairacht Somsak, 小池 康晴, 佐藤 誠

    日本バ-チャルリアリティ学会大会論文集   4   139 - 142   1999年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本バ-チャルリアリティ学会  

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  • フレッシュパーソン9-6 SPIDARを用いた指先の位置測定による3次元手形状推定

    山田啓太, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会年次大会講演予稿集   1999 ( 1999 )   131 - 131   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    in this paper we estimate hand shape from fingertip positions using SPIDAR8. SPIDAR8 is the device that displays force and measures positions of 8 points by string. SPIDAR8 cannot measure all fingertip positions. We estimate hand shape with hand degree of freedom reduced by anatomical knowledge.

    DOI: 10.11485/iteac.1999.0_131

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  • フレッシュパーソン9-5 ウォークスルーにおける力覚提示に関する研究

    篠田康宏, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会年次大会講演予稿集   1999 ( 1999 )   130 - 130   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    We develop a virtual environment with force feedback system and necessity to use hands, because of more reality in walk through. We construct a model of door and the virtual environment needs to open a door while moving using SPIDAR. And we research the effect of using force feedback system in walk through.

    DOI: 10.11485/iteac.1999.0_130

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  • フレッシュパーソン9-4 奥行き方向の運動の方向知覚における輻輳運動と焦点調節の役割

    藤澤瑞樹, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会年次大会講演予稿集   1999 ( 1999 )   128 - 129   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    We investigated the role of vergence and accommodation on perception of motion in depth using computer-generated display whose the viewing of distance was changed by physically moving. We found that, the observers judged the direction of the motion opposite to prediction.

    DOI: 10.11485/iteac.1999.0_128

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  • 22-3 焦点ボケ画像によるDCTを用いた物体位置推定

    三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会年次大会講演予稿集   1999 ( 1999 )   302 - 303   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    Estimating the depth of the objects is one of the fundamental problem of computer vision. In this paper estimating the depth of the objects using DCT (Discrete cosine transform) from 3 multi focus edimages is mentioned.

    DOI: 10.11485/iteac.1999.0_302

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  • A-16-4 画像合成のためのSPIDARを用いた3次元仮想手の構成

    山田啓太, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   1999   171 - 171   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • A-16-5 仮想環境の探索における力覚提示に関する研究

    篠田康宏, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   1999   172 - 172   1999年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • 表面筋電と手先力に基づく肩周囲筋トルクベクトル方向の推定

    吉田 直樹, 道免 和久, 川人 光男, 小池 康晴

    作業療法 = The Journal of Japanese Occupational Therapy Association   18   88 - 88   1999年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 視覚障害者のための可触化システムの提案

    河野芳郎, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. HCS, ヒューマンコミュニケーション基礎   99 ( 10 )   33 - 38   1999年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    視覚障害者にとって触ることのできない物体を, 擬似的に触ることで形状を認識することができるシステム, 可触化システムの提案を行う. 視覚障害者にとって物体の形状の認識は視覚による認識ができないので, 物体の凹凸に触ることで得られる触覚だけによる認識である. 一方物理的, 空間的に触ることができない, 触ることに危険性をともなう, 触ると壊れてしまうなど触ることのできない物体というものが存在する. このような物体は, 視覚障害者にとって形状を認識することができない. そこで, 3次元計測装置で物体の形状情報を取り込み, その形状情報を力覚提示装置で操作者に伝えることで擬似的に触ることができるシステム, 可触化システムの提案を行う.

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  • 視覚障害者のための可触化システムの提案

    河野芳郎, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会技術報告   23 ( 31 )   33 - 38   1999年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    視覚障害者にとって触ることのできない物体を, 擬似的に触ることで形状を認識することができるシステム, 可触化システムの提案を行う.視覚障害者にとって物体の形状の認識は視覚による認識ができないので, 物体の凹凸に触ることで得られる触覚だけによる認識である.一方物理的, 空間的に触ることができない, 触ることに危険性をともなう, 触ると壊れてしまうなど触ることのできない物体というものが存在する.このような物体は, 視覚障害者にとって形状を認識することができない.そこで, 3次元計測装置で物体の形状情報を取り込み, その形状情報を力覚提示装置で操作者に伝えることで擬似的に触ることができるシステム, 可触化システムの提案を行う.

    DOI: 10.11485/itetr.23.31.0_33

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  • 合焦法による遠距離計測のためのスクリーン投影型画像観測系

    大原知之, 三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. PRMU, パターン認識・メディア理解   98 ( 677 )   9 - 16   1999年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    ぼけを分析して距離計測を行う合焦法を遠距離計測に適用する場合, 被写界深度を浅くするには, 画角を狭くして多重フォーカス画像を撮影しなければならなかった. 本研究では, 広い画角で撮影しても遠距離の対象に対する被写界深度を浅くできる撮像系として, スクリーンに一旦画像を投影し, CCDカメラでその投影像を撮影する, スクリーン投影型画像観測系を新たに提案する. 提案観測系では, CCDカメラの撮影条件を調整することにより, 焦点位置の変化に伴う画像の拡大縮小変形を抑えることができる. 実験では, 実際に製作したカメラで遠距離にある対象に対する距離測定を行い, 提案観測系が遠距離測定に対して有効であることを示す.

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  • マルチステップ状態予測を用いた強化学習 : 注視点移動を考慮した自動車運転モデル

    小池 康晴, 銅谷 賢治

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   98 ( 673 )   241 - 247   1999年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本報告では, 制御対象の内部モデルによる多ステップの状態予測を用いた強化学習方式を提案する。これを, 自動車の運転に応用し,さまざまな曲率を含む道路を走行し, 道路から外れたかどうかだけを評価することにより, 学習を行った結果について述べる。車両の動力学モデルを用いて, 複数の時間ステップで予測された状態をもとに, 報酬の予測と制御出力の決定を行なう。シミュレーションの結果, 未学習の曲率の道路形状でも, 速度においても走行することができることを確認した。この制御方式では, 制御の方針や環境によって用いられる外部情報が変化し, 運動制御に必要な情報を得るために視線を変化させるモデルと考えることができる。

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  • 表面筋電に基づく肩周囲筋トルクベクトル方向の推定

    吉田直樹, 道免和久, 小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   98 ( 673 )   225 - 232   1999年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    肩周囲の多くの筋のそれぞれが、どの方向の運動に寄与しているか、そしてそれが姿勢によってどのように変わるかを定量的に調べた研究はほとんどなかった。本研究では、手先力、筋電、姿勢を計測し、肩周囲筋(11部分)の平滑化表面筋電信号から肩トルクを計算する重回帰モデルに基づいて、これらの筋が寄与するトルクベクトル方向を24姿勢にわたって求めた。このモデルで、平滑筋電信号から肩トルクを精度良く再現することができた。推定したトルクベクトル方向は解剖学的にもほぼ妥当なものであった。

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  • A-16-30 力覚提示装置SPIDARによる可触化システムの開発

    河野芳郎, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   1999   386 - 386   1999年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • D-12-170 合焦法のためのスクリーン投影型画像観測系の提案

    大原知之, 三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   1999 ( 2 )   343 - 343   1999年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • 色フィルタとテクスチャ解析を用いた緑色道路標識の抽出(<論文小特集>ITS(高度交通情報システム)のための映像情報メディア技術)

    三輪道雄, 大原知之, ポンスーパッスカンヤ, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   53 ( 5 )   722 - 729   1999年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

    DOI: 10.3169/itej.53.722

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  • 力覚ディスプレイをもつ動的な仮想世界のための力積に基づくプロセス間通信

    長谷川晶一, 石井雅博, 佐藤誠, 小池康春

    情報処理学会シンポジウム論文集   99 ( 4 )   1999年

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  • 力積に基づくプロセス間通信を用いた力覚提示

    佐藤誠, 河野芳郎, 長谷川晶一, 石井雅博, 小池康晴

    日本機械学会年次大会講演論文集   1999 ( Vol.2 )   1999年

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  • 力覚ディスプレイをもつ動的な仮想世界のための力積に基づくプロセス間通信

    長谷川晶一, 石井雅博, 佐藤誠, 小池康晴

    3D映像   13 ( 2 )   1999年

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  • 遠距離測定のための多重フォーカス画像観測系の提案

    大原知之, 三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    電子情報通信学会技術研究報告. MVE, マルチメディア・仮想環境基礎   98 ( 475 )   17 - 24   1998年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    ぼけを分析して距離計測を行う合焦法では, 遠距離では被写界深度が深くなり, 画角を狭くして多重フォーカス画像を撮影しなければならなかった.そこで本研究では, 広い画角で撮影しても遠距離の対象に対する被写界深度を狭くできる撮像系として, レンズによってスクリーンに投影し, CCDカメラでその投影画像を撮影する, スクリーンモデルを新たに提案する.提案モデルでは, CCDカメラの移動により任意の画角のテレセントリック系を実現することもできる.また, 実際にカメラを試作し, 遠距離計測が可能であることを実験により示す.

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  • 12-4 動画像からの道路標識の抽出方法

    三輪道雄, 大原知之, スカンヤホンスーパッ, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集   ( 1998 )   102 - 102   1998年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

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  • 8-1 遠距離計測のための多重フォーカス画像観測系の提案

    大原知之, 三輪道雄, 石井雅博, 小池康晴, 佐藤誠

    映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集   ( 1998 )   80 - 80   1998年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人映像情報メディア学会  

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  • 3)等身大仮想環境における動作意図予測に関する研究(画像情報システム研究会)

    石井 雅博, 長谷川 晶一, 佐藤 誠

    映像情報メディア学会誌 : 映像情報メディア   52 ( 8 )   1194   1998年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人映像情報メディア学会  

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  • Haptic Interface Protocol for Complex Dynamic Virtual World

    Shoichi HASEGAWA, Masahiro ISHII, Makoto SATO, Yasuharu KOIKE

    ICAT'98(the Eighth International Conference on Artificial Reality and Tele-existance), Tokyo, Japan   83 - 89   1998年

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  • 強化学習による自動車運転技能の獲得

    小池 康晴, 銅谷 賢治

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   96 ( 584 )   107 - 114   1997年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    人間が自動車の運転操作を学習により獲得するモデルを強化学習を用いて作成した.連続時間版のTD学習を用いることで, 自動車のダイナミクスのような問題にも強化学習が有効であることがわかった. 自動車の順モデルを用いて予測した位置と姿勢を使って,TD学習のための報酬や,制御入力を計算した.学習後のモデルは,未学習データに関してもステアリング操作を計算できるようになった.さらに,ステアリング操作だけでなく速度の制御も行なえることも確認した.

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  • 表面筋電信号を入力とするダイナミックスモデルを用いたヒューマンインタフェース

    小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会論文誌. A, 基礎・境界   79 ( 2 )   363 - 370   1996年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    我々はこれまで, 筋電信号を制御入力とする腕のフォワードモデルを神経回路モデルを用いて構築することを目指してきた. そして, 筋電信号から水平面内における(1)等尺性収縮における関節トルク(2)関節加速度から運動軌道を推定すること(3)関節トルクから運動軌道を推定することまた, (4)3次元空間内で姿勢を推定することに成功した. そこで本論文では, 腕のモデルを用いた新しいヒューマンインタフェース, 義手などのロボット制御, 運動技能の学習を提案する. そして, ヒューマンインタフェースの一例として, 3次元空間内で腕の姿勢が推定できることから, 神経回路モデルを使って筋電信号から仮想腕の運動を生成した結果について述べる.

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  • 運動軌道データから計算される評価関数による軌道計画規範の検討

    大須理英子, 宇野洋二, 小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   96 ( 331 )   71 - 78   1996年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    腕の到達運動における軌道計画の規範として, 作業座標系に基づいた手先躍度最小, 身体座標系に基づいた関節角躍度最小, トルク変化最小, 運動指令変化最小などの評価関数が提案されている. 実現された軌道から算出した評価関数の値は, 軌道計画における規範をある程度反映していると考えられる. ある評価関数の値が, 自然に動かした場合よりもそれ以外の場合に低ければ,「中枢がその評価関数を最小にするような軌道を計画する」と考えるのは適切ではない. ある評価関数の値が, 自然に動かした場合にそれ以外の場合に比べて低ければ, その評価関数は軌道計画の規範の候補となりえる. 本研究では, 自然に動かした場合の軌道とそれ以外の場合の軌道における評価関数の値を比較することで, 各規範の妥当性を検討した.

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  • 運動軌道データから計算される評価関数による軌道計画規範の検討

    大須 理英子, 宇野 洋二, 小池 康晴, 川人 光男

    医用電子と生体工学 : 日本ME学会雑誌 = Japanese journal of medical electronics and biological engineering : JJME   34 ( 4 )   394 - 405   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本エム・イー学会  

    DOI: 10.11239/jsmbe1963.34.394

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  • 数式モデルを用いた筋肉骨格系のインピーダンス特性の推定

    小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   95 ( 405 )   23 - 30   1995年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    人の腕の関節トルクを計算するために,筋電信号を運動指令とする筋肉骨格系のモデルを作成した.粘性および弾性項を,運動指令に関して1次までの線形関数とそれ以外の非線形性を表現する神経回路モデルの和で表した.数式モデルの係数および,神経回路モデルの重みを,運動中に計測した筋電信号と軌道から計算した関節トルクを用いて,学習により求めた.学習後のモデルは,未学習データに関しても関節トルクを推定できるようになった.また,このモデルを用いると,運動中のスティフネスなどのインピーダンス特性が直接計算できる.

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  • ケン玉ロボットの開発

    宮本弘之, 大須理英子, 中野恵理, 川人光男, GANDOLFO F, 五味裕章, SCHAAL S, 小池康晴, 和田安弘

    発明   92 ( 6 )   44 - 49   1995年6月

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    記述言語:日本語  

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  • 最適化原理に基づく見まねによるけん玉学習

    宮本弘之, GANDOLFO F, 五味裕章, SCHAAL S, 小池康晴, 大須理英子, 中野恵理, 和田安弘, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告   94 ( 563(NC94 114-155) )   223 - 230   1995年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 神経回路モデルを用いた人腕のベクトル力場の解析とスティフネス,仮想軌道の推定

    小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   94 ( 417 )   1 - 8   1994年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    筋肉骨格系の性質は,従来主に静止中について調べられてきた.たとえば,腕がある位置で留まっているときは,平衡点という考え方で主導筋,拮抗筋の張力が釣り合っている状態が説明できる.この位置から外力により手を動かすと,腕はもとの位置に戻ろうとする.これは筋肉骨格系のバネ的な性質によるもであるが,変位を2次元平面上に広く与えることで,バネ的性質をベクトル力場としてあらわすことができる.本報告では,神経回路モデルにより作成した腕のモデルを用いてベクトル力場,仮想軌道や運動中のスティフネスを計算した.その結果運動中のスティフネスは小さく,仮想軌道は実際の軌道とは大きくことなることが分かった.さらに,仮想軌道は関節で発生されるトルクと比例関係があることが分かった.

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  • 表面筋電信号を用いたヒューマン・インターフェース

    小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. HC, ヒューマンコミュニケーション   94 ( 89 )   61 - 66   1994年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    我々はこれまで,筋電信号を制御入力とする腕のフォワードモデルを神経回路モデルを用いて構築することを目指してきた。そして,筋電信号から水平面内における(1)等尺性収縮における関節トルク(2)関節加速度から運動軌道を推定すること(3)関節トルクから運動軌動を推定することまた、(4)3次元空間で姿勢を推定することに成功した.そこで本報告では、腕のモデルを用いた新しいヒューマンインターフェイス、義手などのロボット制御、運動技能の学習を提案する。そして、ヒューマンインターフェースの一例として、3次元空間内で腕の姿勢が推定できることから、神経回路モデルを使って筋電信号からの仮想腕の運動を生成した結果について述べる。

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  • 神経回路モデルを用いた表面筋電信号からの人腕の軌道生成

    小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理   77 ( 1 )   193 - 203   1994年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    従来人腕のモデルとして,関節トルクだけを考慮したモデルがよく用いられてきたが,実際は筋肉の発生する張力により関節トルクが生じる.筋肉が関節トルクを生じて運動が起きるモデルを構築するためには,筋肉の非線型な性質(長さ-張力曲線,短縮速度-張力曲線)や,腕のキネマティクス・ダイナミックスなどを考慮に入れなければならない.本論文では,これらの性質を考慮に入れて表面筋電信号から関節角加速度を推定する神経回路モデルを学習により獲得した結果とそのモデルをリカレント接続することにより平面内運動軌道を生成した結果について報告する.特に異なる運動では,運動指令の生成のされ方,筋肉の使われ方が異なるという仮説にのっとりモジュラ学習を取り入れた.

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  • 神経回路モデルを用いた表面筋電信号からの等尺性トルクの推定

    小池康晴, 本多清志, 平山亮, 五味裕章, エリックベイツン, 川人光男

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理   76 ( 6 )   1270 - 1279   1993年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    従来,腕の運動制御機構の計算論的研究で,2リンクのマニピュレータが腕のダイナミックなモデルとして用いられてきた.しかしこのモデルでは制御入力として関節トルクのみしか取り扱えず,筋肉の活動度や発生する張力を研究できない.脳の運動制御情報処理を筋張力や筋肉の制御のレベルから解明するためには,筋肉の活性化と発生する張力を表したモデルを用いなければならない.しかしそのようなダイナミックなモデルを生理学や解剖学的研究に基づいて定量的に推定するのは,筋肉骨格系の構造が複雑なこと,筋肉の長さ-張力曲線などの定量的性質が非線形で推定が難しいこと,また脊髄レベルの神経回路がモデルのダイナミックな性質に反映されるなどの理由で著しく困難となっている.そこで我々は人腕の生理学的計測データに基づいて腕のモデルをニューラルネットを用いて学習で獲得することを目指している.特に,本論文ではニューラルネットを用いて表面筋電信号から肘,肩両方の

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  • 最小化原理を応用した運動パターン認識

    和田安弘, 小池康晴, EricVatikiotis-Bateson, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング   93 ( 124 )   85 - 92   1993年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    我々は既に最小化原理に基づいて運動軌道の経由点を推定するモデルを提案した。また、それを基礎とした書字運動モデルを提案し、人間の書字動作を良く再現できることを示した。本報告においては、この書字運動モデルを応用した連続文字認識システムを提案する。また、経由点推定モデルが、腕の運動だけでなく調音器官の運動にも適用可能で、推定された経由点が音韻と良く対応していることをデータを使って示す。

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  • 連続書字運動の計算論的モデル

    和田安弘, 小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会論文誌. D-II, 情報・システム, II-情報処理   76 ( 11 )   2400 - 2410   1993年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

    本論文では,制御対象の順モデルと逆モデルを使って,最小化原理に基づいて腕の最適軌道を生成する神経回路網を拡張した書字運動モデルを提案する.このモデルでは書字運動を多数の経由点を拘束条件とする軌道生成の問題としてとらえる.そのために,まず文字を構成する経由点を推定する経由点推定モデルを提案する.これは,軌道生成と経由点の抽出を交互に行い,与えられた軌道を再生するために必要・十分な経由点を軌道生成モデルに基づいて推定する.この経由点推定モデルの理論的検討を行う.更に経由点推定モデルが特徴量を推定する一般的な方法であることを音声データを使った実験で示す.次に推定された経由点を使って書字運動の軌道生成を行い計測データがよく再現されることを示す.

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  • 筋電信号を用いた人腕のフォワードダイナミクスモデル

    小池康晴, 本多清志, 平山亮, 五味裕章, BATESON E V, 川人光男

    生体・生理工学シンポジウム論文集   7th   335 - 340   1992年11月

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    記述言語:日本語  

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  • 人腕多関節運動中のスティッフネスの計測

    五味裕章, 小池康晴, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告   91 ( 530(NC91 132-164) )   99 - 106   1992年3月

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    記述言語:日本語  

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  • 筋電信号を用いた人腕のフォワードダイナミクスモデル

    小池康晴, 本多清志, 平山亮, 五味裕章, VATIKIOTIS‐BATESON E, 川人光男

    電子情報通信学会技術研究報告   91 ( 530(NC91 132-164) )   107 - 114   1992年3月

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    記述言語:日本語  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 肥満脳の電気生理学的理解とニューロモデュレーションによる病態の改善

    研究課題/領域番号:24K21309  2024年6月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(開拓)

    桐本 光, 小池 康晴, 祢津 智久, 田邊 和照, 堀之内 峻之

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    配分額:25870000円 ( 直接経費:19900000円 、 間接経費:5970000円 )

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  • 身体-脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解に関する成果とりまとめ

    研究課題/領域番号:24H02759  2024年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    太田 順, 小池 康晴

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

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  • 筋シナジーを基にした力制御技能の定量化

    研究課題/領域番号:23H03433  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小池 康晴

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    配分額:18850000円 ( 直接経費:14500000円 、 間接経費:4350000円 )

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  • 思い通りに動かせる手を再獲得するために主観的評価をシナジー解析で客観的に捉える

    研究課題/領域番号:23K10451  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    砂川 融, 小池 康晴, 車谷 洋

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    本研究は、磁気式3次元計測装置や筋電図計により取得したデータから、運動ならびに筋シナジー解析によって利き手、非利き手の役割の違いを協調運動の観点から明らかにし、最終的には利き手・非利き手別のリハビリテーション治療プラグラムを考案することを目的にしている。
    今年度は、磁場空間内位置座標計測装置(Polhemus VIPER)を導入し、計測環境の構築を行った。健常成人を対象に手指の離握手などの単純な運動中におけるデータの取得を行い、取得したデータを基に手指関節角度を算出するためのソフトウェア開発に着手した。算出された角度データの精度検証実験を行った。日常生活動作の1つであるボタンの留め/外しを課題とした予備実験を開始した。
    磁気式3次元計測では金属などの物体が近接すると磁場が歪むため、予備実験ではデータの精度に問題が生じていた。しかし、専用の計測環境の構築することで、この問題は改善された。次年度以降は、今年度に構築した計測環境で研究を進め、ADL動作中の利き手と非利き手の役割の違いを関節運動の観点から明らかにする。さらに、これらの知見をまとめ学会発表および国際誌への投稿準備を進めていく。

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  • 筋シナジーを基にした力制御技能の定量化

    研究課題/領域番号:23K28123  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小池 康晴

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    配分額:18850000円 ( 直接経費:14500000円 、 間接経費:4350000円 )

    本研究では、熟練者の技能を筋シナジーの空間的・時間的パターンとして表現し、学 習者に効率よくこれらのパターンを教示するシステムの構築を目指している。
    このため、多くの筋活動を同時に簡便に計測できるシステムの開発を行なっている。マルチアレイ電極のシステムについて、電極の数、および電極の場所の最適化をおこなった。現状の32チャンネルのシステムから数を少なくしても、安定して前腕部の菌活動が計測できるよう、筋活動、筋シナジー、独立成分分析を行い、活動の比較を行った。
    また、技能学習に必要なフィードバック情報として、筋活動を提示しない場合であっても、技能の獲得は可能である。熟練者の筋活動も含めた他の指標を提示した場合には、タスクが上達するだけでなく、筋活動の類似性も高くなる。しかし、全ての禁活動パターンの類似度が高まるわけではないため、外部座標系、身体座標系での運動学習の比較を行なった。
    MRI計測においても、新しいプロトコルで計測を行った。

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  • 運動準備の潜在生体活動と3次元運動の高速計測による人の行動予測と事故回避

    研究課題/領域番号:20K20483  2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)  挑戦的研究(開拓)

    熊澤 逸夫, 小池 康晴, 渡辺 義浩

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    配分額:26000000円 ( 直接経費:20000000円 、 間接経費:6000000円 )

    3行3列に配置した高輝度赤外線LED9個のそれぞれを固有のコードで時間変調して、発生した赤外光を計測対象に照射し、その計測対象表面から反射してくる光を3行3列に配置した高感度フォトダイオードで受光することにより、5メートル離れた物体の動きをミリ秒以下の高時間分解能で計測することに成功したので、この計測により得られた信号を分析、認識して物体の運動や行動の危険性を検知するディープラーニングの手法の開発に取り組んだ。ただし計測手法の空間分解能がまだ低いため、目標としている微細な運動の検出ではなく、2メートル先の物体の数㎝程度の大きな動きの認識を当該年度は目標とした。計測手法の時間分解能は極めて高く、ミリ秒以下の時間分解能で信号が得られることから、認識手法にも高速性が求められる。当該年度はCNN(Convolutional Neural Network)で高速性を確保するため、2x2のサイズフィルターを階層的に適用するようにして、十分な認識精度が得られるか検証した。入力サイズが3x3に過ぎないので高速処理は行えたが十分な精度は確保できなかった。なおコロナウィルスの感染拡大のため被験者を対象とした実験は行えなかったが、代わりにモーターで駆動する装置で被験者の動きを再現するようにして、検証実験を行うことができた。コロナウィルスの感染が収束したら被験者に実験に参加して頂く予定である。筋電信号による行動予測についても十分な精度が確保できる見込みが得られた。

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  • 身体変容への超適応のモデル化

    研究課題/領域番号:19H05728  2019年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小池 康晴, 舩戸 徹郎

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    配分額:121030000円 ( 直接経費:93100000円 、 間接経費:27930000円 )

    人の身体変容に伴う運動機能の変化をVirtual Realityを用いて仮想的に実現する実験系の構築と力学シミュレーション環境の構築を行う。これにより、長期/短期の身体変容に伴う生体情報を得る実験系と身体変容の力学過程を扱う情報処理環境を整備し、身体変容後の生体情報の変化のメカニズムに迫るためのシステムを確立することを目的としている。
    「仮想手術」による人の身体変容実験の実現では、筋電図を用いて仮想手術を実現視するシステムを構築した。
    サルの筋再配置をシミュレートする筋骨格系モデルの構築では、サルの筋配置を元にした上肢の筋骨格系のモデルを計算機上に構築した。

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  • 身体-脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解の総括研究

    研究課題/領域番号:19H05722  2019年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    太田 順, 伊佐 正, 近藤 敏之, 舩戸 徹郎, 今水 寛, 小池 康晴, 筒井 健一郎

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    配分額:90610000円 ( 直接経費:69700000円 、 間接経費:20910000円 )

    以下の活動を行った.
    1. 領域主催活動 (1)総括班会議(3回)2019年7月17日(金),2019年9月20日(金),2020年3月6日(金).領域の運営方法,会議・シンポジウムの担当,広報や領域内の支援活動,若手の会の運営方法等について話し合った.(2) キックオフシンポジウム 2019 年9月20日(金).領域代表(太田),A班代表(伊佐),B班代表(近藤)より,各班の目標と計画研究を紹介し,さらに領域代表より領域の公募概要説明を行った.100名を超える参加者があり,活発な議論が行われた.(3) 領域全体会議.2020年3月4日(水)~6 日(金).領域代表及び研究項目の研究者より研究報告ならびにディスカッションを行った.
    2. 学会活動・広報活動 (1)次世代脳プロジェクト冬のシンポジウムにおける広報.2020 年12月18日(水)~20日(金).領域代表からの領域の説明及びポスターによる領域の広報を行った.(2)第32回自律分散システム・シンポジウムOS.2020年1月25日(土)~26 日(日).計測自動制御学会主催の自律分散システム・シンポジウムにてOS「超適応」を開催した.3セッションに渡る9 件の発表があり,活発な議論が行われた.
    3. 若手の会活動:安 琪氏(現九州大学)を委員長として若手の会を組織化した.(1)キックオフミーティングを2019年11月21日に開催した.(2)第1回研究交流会を2020年1月26日に開催した.(3)第1回勉強会を2020年3月26~27日に開催し,「計算論的神経科学」の勉強会を行った.領域内外の約10 名の研究者が参加し,脳神経科学に対するシステム論的アプローチに関して学び議論した.
    4. 国際コラボレーションの確立.認知機構,運動制御の分野において国際コラボレーションを遂行する土台つくりを行った.

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  • 上肢運動シナジーに基づいた神経学的根拠のある上肢運動の治療のための探索的研究

    研究課題/領域番号:19K11416  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    車谷 洋, 砂川 融, 小池 康晴

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    今年度は,把握運動時の上肢運動のシナジーの調査および日常生活動作時の上肢運動のシナジーの調査を行った.
    1. 右利き健常成人を対象に多方向への到達把握動作時の運動シナジーを分析した.また,この課題を利き手と非利き手でも行い,左右差も検討した.分析対象は全手指関節,手関節,前腕,肘関節,肩甲上腕関節,肩甲骨の全24関節運動とし,全対象者の全試行に対する主成分分析により運動シナジーを抽出した.抽出された運動シナジーは8個であり主要な運動シナジーは手指関節運動,手関節・前腕・肘関節運動,母指と手指関節運動,肩関節と肩甲骨の運動であった.左右差のあった運動シナジーは肩関節と肩甲骨の運動のみ非利き手の方が利き手より協調運動が大きかった.以上より,到達把持動作では,上肢全体の運動は部位ごとに少数のシナジーで制御され,左右差の影響も概ね受けないことが分かった.
    2. 健常成人を対象に19種類の日常生活動作の模倣課題を実施し,日常生活動作時の上肢運動のシナジーを分析した.対象者の模倣課題時の上肢運動を計測し,利き手の手関節,前腕,肘関節,肩甲上腕関節,肩甲骨の全9関節運動を対象に上肢運動シナジーを主成分分析で抽出した.抽出された運動シナジーは4つであった.主要な運動シナジーは手関節掌屈-前腕回内-肘関節伸展が協調するパターン,肩甲上腕関節挙上-外旋-肩甲骨上方回旋が協調するパターン,肩甲骨外転であった.また,日常生活動作時の手の操作位置が体幹より下部と上部でパターンが切り替わっていた.
    以上の2つの研究より,上肢関節運動は少数の運動シナジーで制御され,隣接関節間で協調する運動パターンをもつことが示唆された.

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  • 手続き学習に関わる霊長類大脳皮質-大脳基底核ループ回路の構造と機能の解明

    研究課題/領域番号:19H03335  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    井上 謙一, 小池 康晴

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    本研究では、新規開発するウイルスベクターシステムによる入出力同時解析法や、神経路選択的な機能介入等の先端的ネットワーク解析法を駆使し、手続き学習に着目して、大脳皮質―大脳基底核ループ回路の機能的役割とその動作原理を解明するための研究を行なっている。今年度は、前年度開発のベクターより更に感染伝播速度を低下させた高発現型狂犬病ウイルス(RV)ベクターの開発を行い、複数の異なる感染伝播速度を有するベクターを得ることに成功した。現在これらのベクターの伝播能の紹介解析を進めるとともに、注入実験の為の大量調整を行っている。また、Tet-Off法を利用した超高発現型AAVベクターの遺伝子発現スピードをさらに向上させることを試み、これに成功した。今後開発したベクターを用いて、逆行性越シナプス的トレーシングと、軸索トレーシングの同時適用による入出力同時解析法を確立し、大脳皮質・大脳基底核ループの構築様式の解析に適用する。さらに、逆行性ラベルを半自動的に解析する手法の構築に関しては、AIを利用して、少ない教師データで全脳のラベルを高精度で推定するアルゴリズムの開発に成功した。進展が得られている。一方で、研究分担者の東京工業大学小池教授と共同で、詳細かつ精微な運動の自動解析を可能とする、力覚フィードバックデバイス(Spider)を利用した迷路課題装置をおおむね完成させた。今後ヒトおよびサルで、手続き学習課題としてカーソルを正しい経路でゴールまで動かすと報酬が得られる迷路課題を実施し、デバイスの検証を行うと共に、マカクサルでは手続き学習仮定の神経活動記録を開始する。

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  • 脳の予測機能を応用した新しいブレインマシンインタフェースの開発

    研究課題/領域番号:18H04109  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    小池 康晴, 吉村 奈津江, 吉田 英一, 神原 裕行, 和田 安弘, 安藤 英由樹, GOWRISHANK AR.G

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    配分額:44200000円 ( 直接経費:34000000円 、 間接経費:10200000円 )

    前後左右の4方向において、前庭電気刺激(GVS)により識別率が向上することを示した。また、脳波計測において、4方向を識別するた めに、すべての実験参加者に共通する電極位置を検討した。この結果、各個人の識別率の高い電極位置よりも、すべての実験参加者に共通の電極位置で推定を行う場合、電極の数が少ない場合は、共通の電極位置での推定がよりよい精度を示すことも分かった。 さらに、車椅子を操縦する想定において、知覚される動きによる加速度が小さいことから、GVSの刺激強度を小さくしても識別率が下がらないかを検証した。この結果、GVSの強度を当初の半分にしても識別率が低下しないことも確認した。

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  • 科学的根拠のある利き手・非利き手別リハビリテーションプログラムの構築

    研究課題/領域番号:18K10673  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    砂川 融, 小池 康晴, 車谷 洋, 中西 一義

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    指駆血による感覚障害は,駆血の継続により継時的に悪化したが,tDCSを行うことで減弱した.VRを使用した動画観察は義手の操作訓練に有効なことが示された.
    母指のぶん回し運動を運動シナジー解析したところ,正常人と比べ手根管症候群患者では,CM関節運動の減少とMP関節の代償動作が抽出され,CM関節症患者ではシナジーに有意差はないが,運動範囲が全方向で減少していることが判明した.リーチ動作課題を運動シナジー解析したところ,手指・手関節運動パターンには左右差はなかったが,肩と肘が関与するパターンでは左右差を認め,シナジー解析から抽出した訓練を行うと手指のパフィオーマンスが有意に向上することが判明した.

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  • 行動適応を担う脳神経回路の機能シフト研究を推進するための国際連携活動

    研究課題/領域番号:15K21715  2015年11月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小林 和人, 尾上 浩隆, 小池 康晴, 礒村 宜和, 藤山 文乃, 渡邉 大, 伊佐 正, 筒井 健一郎, 相澤 秀紀

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    配分額:39910000円 ( 直接経費:30700000円 、 間接経費:9210000円 )

    本領域では、神経回路を操作し、解析するための新しい技術を駆使して、学習過程での神経回路の発達や遷移、回路の損傷に対する機能代償と再編成のメカニズムの解明に迫る学術領域の創成に取り組んだ。この目的を達成するために、神経回路動態制御のための基盤技術開発 (A01)、行動制御に関わる神経回路の発達と遷移 (A02) 及びその障害と再編 (A03) に焦点をあて、9つの計画班を組織した。国際活動支援班では、領域全体の発展を目指し、計画班を中心に、国際共同研究、国際技術交流を促進するとともに、若手研究者の国際学会、シンポジウムなどへの参加・発表の支援を行った。

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  • 感性的好意度評価の変動と脳内可塑的変化との因果性の解明

    研究課題/領域番号:15K16080  2015年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    緒方 洋輔, 勝井 優, 丸山 裕恒, 辻 将太, 宮本 靖貴, 吉村 奈津江, 小池 康晴

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    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    本研究では脳領域の活動をフィードバックし脳活動を変化させる際にタイミングを個人ごとに変化させることで効果の確度が増す傾向は見られ、同時にEEGを用いた計測により機械学習アルゴリズムを用いて好意度を200msから400msの事象関連電位成分から読み取ることに成功した。
    以上の結果から、好意度変化に関与する可能性のある脳活動情報は刺激呈示より比較的短時間の成分であり、精度の高いニューロフィードバックを行うためには、時間解像度に優れるEEGなどに由来する時間成分情報抽出やミリ秒単位でのfMRI高速撮像法による活動量の抽出が必要になることが示唆された。

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  • 市場アノマリー軽減の学習アルゴリズムとその神経基盤

    研究課題/領域番号:15H03124  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    松元 健二, 小池 康晴, 松森 嘉織好, 蓬田 幸人, 飯島 和樹, 青木 隆太, 出馬 圭世, 鈴木 真介, 村山 航, 榊 美知子, 杉浦 綾香

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    配分額:18200000円 ( 直接経費:14000000円 、 間接経費:4200000円 )

    指数型バイアス付きベイズ更新モデルにより、人間の確率判断の認知バイアスの多くを説明できることを明らかにした。更にその神経回路モデルが、電気生理実験の結果を説明し、精神疾患の症状をも統一的に説明することを明らかにした。これを経済的意思決定に適用し、認知バイアスを市場での学習によって消去する際に用いているアルゴリズム特定中である。また、行動経済学と行動変容理論を組み合わせた新たな行動モデルを提案した。

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  • 脳科学的・運動学的根拠のある利き手・非利き手別リハビリテーションプログラムの開発

    研究課題/領域番号:15K01415  2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    砂川 融, 小池 康晴, 車谷 洋, 中西 一義

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    脳科学的研究の結果、運動イメージは手の運動パフォーマンス向上に正の影響を与え、提示方法を工夫する事でより有効である可能性が示唆された。tDCSは手の運動パフォーマンス、運動イメージ能力向上に正の影響を与え、手の感覚障害の治療に応用できる可能性が示唆された。
    運動学的解析では利き手と非利き手では動作中の手掌アーチ運動に違いがあり、利き手では手全体の協調性に着目したリハビリテーションが、非利き手では母指を重点的にリハビリテーションの対象とする事が手の機能を改善するためには重要である事が示唆された。手指の中では環指PIP関節運動の改善を重点的に回復させる事で手の機能の改善が得られる可能性が示唆された。

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  • 行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構

    研究課題/領域番号:26112001  2014年7月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小林 和人, 尾上 浩隆, 小池 康晴, 礒村 宜和, 藤山 文乃, 渡邉 大, 伊佐 正, 筒井 健一郎, 相澤 秀紀

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    配分額:110500000円 ( 直接経費:85000000円 、 間接経費:25500000円 )

    本領域では、神経回路を操作し、解析するための新しい技術を駆使して、学習過程での神経回路の発達や遷移、回路の損傷に対する機能代償と再編成のメカニズムの解明に迫る学術領域の創成に取り組んだ。この目的を達成するために、神経回路動態制御のための基盤技術開発 (A01)、行動制御に関わる神経回路の発達と遷移 (A02) 及びその障害と再編 (A03) に焦点をあて、9つの計画班を組織し、さらに公募班(第1期と第2期にそれぞれ35班)を加えた。総括班活動(研究支援システムを含む)を基軸に、研究グループ間の連携や共同研究を推進した。

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  • 行動と脳の神経活動を結ぶ数理計算モデル技術

    研究課題/領域番号:26112004  2014年7月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    小池 康晴, 吉村 奈津江, 神原 裕行

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    配分額:68640000円 ( 直接経費:52800000円 、 間接経費:15840000円 )

    本研究では、学習や発達の過程での回路の遷移や損傷・障害からの回復の際の回路再編に関与する神経機構を明らかにする研究に応用するために、数理モデルを用いた解析技術を開発した。
    運動と同時に計測された脳波から信号源を推定し推定された信号源の同期性から、自由度を減らすシナジーという概念を適用し、運動を解析することが可能となった。また、MRIなどを用いた信号でも、大規模な神経回路の機能的な結合だけでなく効果的な結合を抽出し因果性を解析することも可能となった。

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  • 能動触知覚の原因現象解明とモデル化による内部構造と材質のバーチャルリアリティ

    研究課題/領域番号:26280072  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    長谷川 晶一, 三武 裕玄, 佐藤 誠, 赤羽 克仁

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    配分額:15470000円 ( 直接経費:11900000円 、 間接経費:3570000円 )

    対象に手を触れ動かして触知覚を得る能動触は対象についての様々な手がかりを与える。
    本研究では、能動触により内部構造や材質を知覚可能なバーチャルリアリティを実現するため、変形と振動を物理シミュレーションで計算・提示することを目指し、(1)有限要素法に変わる計算時間の少ない変形のシミュレーション手法と(2)能動触により生じる振動の再現手法を研究した。
    その結果、(1)について、対象を局所グループに分割し局所剛性行列を用いることで計算時間を削減する手法を提案した。また、(2)について、摩擦時の固着滑りにより正確な摩擦係数のモデルを用いることで現実に近い固着滑りが再現でき、現実感が向上することを示した。

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  • 身体全体への力触覚提示装置による人間身体拡張の可能性に関する研究

    研究課題/領域番号:26540104  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    赤羽 克仁, 佐藤 誠, 長谷川 晶一

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    本研究では,人間身体拡張を具現化するための手段として人間の身体全体に対し,力触覚を提示可能なシステムの実現を目的とした.従来の視覚による教示とは異なる,力覚による教示が、ストリートダンス訓練に有効であると考え,ストリートダンス訓練のための等身大力覚提示システムの提案と開発を行った.特に初心者にとって難しいとされるアップ動作の訓練を行うために,経験者と未経験者の動作を計測・比較し,その特徴から訓練時に提示する力の決定に必要な要素のモデル化を行った.評価実験の結果より,主観軸からも客観軸からも提案システムによる力覚提示を伴う訓練が有効であることが確かめられた.

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  • 失書を“書字運動障害”と捉えるモデルに基づいた定量的データとその臨床応用の提案

    研究課題/領域番号:25885089  2013年8月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 研究活動スタート支援  研究活動スタート支援

    板口 典弘, 福澤 一吉, 小池 康晴, 吉澤 浩志, 内山 由美子, 桂 誠一郎, 山田 千晴

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    配分額:1755000円 ( 直接経費:1350000円 、 間接経費:405000円 )

    本研究は,脳損傷による失書(字が読めるけれど書けない)症状の理解や,より優れた臨床評価の開発を目指す基礎研究であった。本研究の成果は2つある。まず,失書検査やリハビリにおいて,患者がどの程度“上手く”文字が書けているかについての評価指標を定めた。次に,そのような評価指標を利用して,臨床現場において書字の障害の程度を簡易的に計測する方法を開発した。

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  • 脳科学的根拠のある利き手・非利き手別リハビリテーションプログラムの開発

    研究課題/領域番号:24500582  2012年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    砂川 融, 小池 康晴, 中西 一義, 車谷 洋

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    運動課題では利き手であるか否かにより大脳活動は異なり、非利き手の動作では個人差が、特に複雑動作で著明となったが、感覚入力課題に対しては利き手と非利き手で明らかな違いはなく、リハビリテーションにおいて運動課題では利き手を考慮する必要があり、感覚入力課題では考慮する必要がない可能性が示唆された。
    tDCSは運動課題遂行能力ならびに運動イメージ能力を向上させ、感覚能力も向上させる可能性があることが示唆された。ミラーセラピーは運動課題に対しては有効であることが脳科学的に裏付けられたが、感覚入力課題に対しての有効性は確認できなかった。

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  • お風呂に入ることができる福祉機器の開発

    研究課題/領域番号:24650348  2012年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    小池 康晴

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    筋電図によるアクティブな制御が可能な防水型福祉機器のために、筋電図用防水アクティブ電極を開発した。また、水中と空気中で計測した波形の質を比較し、性能の低下がほとんど見られずに計測できることを確認した。また、無線による通信のために、消費電力を抑えるシステムを構築した。
    さらに、防水型の義手の試作として、安価なサーボモータを用いた義手を製作した。関節角度とインピーダンスを可変に設定することで、位置だけでなく力の大きさも筋電図による制御可能とした。

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  • 自立リハビリテーション訓練システムの開発

    研究課題/領域番号:23300208  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    小池 康晴, 和田 安弘

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    配分額:18460000円 ( 直接経費:14200000円 、 間接経費:4260000円 )

    リハビリテーション用インタフェースの開発において、SPIDARというハプティックデバイスを用いて、患者の手に装着が容易で、動きが簡単に計測でき、課題に応じて力が加わるシステムを試作し、位置と力が正しく計測できる新しいグリップの形を構築した。さらに、遠隔で計測されたデータをクラウドサービスにアップデートするシステムを構築した。
    モデルパラメータの解析のため、手首の計算機シミュレーションを行った。シミュレーションが推定した各筋肉のパターンは動物実験などで観測された多くの特徴を再現することができた。

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  • 手首姿勢を考慮した両手多指操作可能な高精度ワイヤ駆動型力触覚提示装置に関する研究

    研究課題/領域番号:23300046  2011年4月 - 2014年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    佐藤 誠, 赤羽 克仁, 小池 康晴

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    配分額:20280000円 ( 直接経費:15600000円 、 間接経費:4680000円 )

    本研究の目的である、VR(Virtual Reality)世界における両手多指操作を実現するワイヤ駆動型力覚提示SPIDARと指先の皮膚感覚提示を可能にする高精度力触覚提示デバイスを実現するために、年度毎に設定された研究目標に従って研究開発を行った。・平成23年度【力覚提示部の設計・開発】【触覚提示部の設計・開発】・平成24年度【フレーム可動部の設計・開発】【触覚提示部の制御方法の設計・開発】・平成25年度【システムの統合・評価】
    以上の研究開発を行い、操作性、有効性、実用性等の評価実験を行い、今後の課題を明らかにした。

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  • ブレイン・コンタクトによる予測協調制御に向けた適応型BMIの展開

    研究課題/領域番号:21240013  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    和田 安弘, 大石 潔, 小池 康晴, 小野 浩司, 坪根 正, 松崎 周一

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    配分額:47450000円 ( 直接経費:36500000円 、 間接経費:10950000円 )

    非侵襲の脳活動計測(近赤外分光法: fNIRS)によって,ヒトが外部装置を思い浮かべるだけで制御できるようにするための基礎研究を実施した。ヒトが前後左右4方向への等尺性収縮運動を行った際のfNIRS信号を測定し、得られた信号から腕の力方向の時間的・空間的な特徴量選択を行い,方向推定を行い, 80-90%程度の推定精度が得られた。結果,運動情報の空間的、時間的局在が示された。

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  • 両手多指操作可能な等身大ハプティックVR設計環境の構築

    研究課題/領域番号:20300044  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    佐藤 誠, 橋本 直己, 赤羽 克人, 小池 康晴, 張 暁林

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    配分額:19110000円 ( 直接経費:14700000円 、 間接経費:4410000円 )

    本研究の目的である両手多指操作可能な等身大ハプティックVR設計環境を研究開発するため、次の三つのシステム構成要素の研究開発を行うことである。
    (1)実スケールで直接操作可能な等身大VR環境
    (2)両手多指操作のための力触覚提示装置
    (3)実時間VR空間の動的シミュレーション機能
    これらの3つの構成要素を統合したハプティックVR設計環境を明確化して、操作性,有効性、実用性等の評価実験を行い、今後の課題を明らかにした。

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  • 視覚と触覚に関する環境情報の不一致を利用した学習と制御モデルに関する研究

    研究課題/領域番号:20033008  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    小池 康晴

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    配分額:10300000円 ( 直接経費:10300000円 )

    これまでのボールキャッチングにおける落下時刻(Time to Contact : TTC)の予測に関する実験に置いて,以下に挙げることが分かっている.1.人は複数の加速度を切り替えて,適切にボールの落下時刻を予測可能である,2.高さを変えるとニュートンの法則などダイナミクスを用いた関係式により落下時刻を予測している事を示唆している.3.視覚と触覚のタイミングをずらすと,触覚のタイミングにより落下時刻の予測を変更するが,このとき,あたかも加速度が変化したように異なるダイナミクスを用いて接触時刻を予測している可能性が示唆されている.4.視覚と触覚の同時性を調べてみると,視覚と触覚のタイミングをずらした環境に適応した後は,同時だと感じる時刻も,ずらした時間とほぼ同じだけずれる.これらの事実を説明できるモデルとして,TTCの予測値と実際の衝突時刻の差を用いて学習を行なっており,加速度ごとに別々のTTC予測モデルが作られ,視覚情報(位置,速度)から,それらのモデルが切り替わるものを考えた.このモデルを確認するために,二つの加速度を学習するときに,ある加速度から別の加速度に急に切り替えるときと,気がつかないくらい小さい差で徐々に変化させるときとでは,獲得される内部モデルの数が異なるかを実験により確認した.その結果,徐々に加速度を変えた場合はTTC予測モデルが更新され一つのモデルだけで学習が行われ,急に変えた場合は,二つのTTC予測モデルが同時に獲得されることを確認した.

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  • 100kHzの更新周波数を有する高解像度力覚提示システムの開発に関する研究

    研究課題/領域番号:19650022  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽研究  萌芽研究

    佐藤 誠, 小池 康晴, 橋本 直己

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    配分額:3300000円 ( 直接経費:3300000円 )

    近年,計算機処理能力の向上により,複雑な3次元VR空間を構築できるようになってきた.特に,物理シミュレーションを伴ったVR世界の構築が可能になり,物理世界に力覚提示を加えたシステムも提案されている.従来から力覚の安定提示には力覚提示装置を1kHz以上で制御することが言われてきた.しかしながら,1kHzでの制御では力覚の提示能力が乏しくユーザーの要求する力覚提示を実現するのが困難であった.そこで,我々は力覚提示のための専用コントローラを開発し,ホストとなるPCの負荷に依存せず力覚補間を用いて10kHzでの力覚提示を3自由度力覚提示装置で実現した.これにより,デバイス単体の性能評価である力覚提示能力(Z-Width)が従来の約10倍となり,極めて硬い提示面が安定に提示可能となった.しかしながら,力覚提示に必要十分な更新周波数の値は解明できていない.本研究では,力覚提示のために数十kHzの更新周波数の実現するため,コントローラの処理能力を向上させた小型専用コントローラを構築する.そして,物理シミュレータによって構築されるVR世界において,質の高い力覚提示を次世代力覚提示システムとして実現することを目指す.
    平成19年度は組み込み向けプロセッサSH4用いたコントローラの開発を行い,最新のSH4プロセッサを用いることで,コンパクトな力覚汎用コントローラの構築を検討した.本年度は力覚コントローラの開発と100kHz更新周波数の高解像度力覚システムの基本検討とシステム開発を行ない,その有効性を確認した.

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  • 視覚と触覚に関する環境情報の不一致を利用した学習と制御モデルに関する研究

    研究課題/領域番号:18047009  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    小池 康晴

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    配分額:9200000円 ( 直接経費:9200000円 )

    ヒトは重力加速度で落下する物体を受け取るときに,物体と手が衝突する時刻を予測し,衝突時刻の一定時間前に筋肉に力を入れ始める.落下加速度が重力加速度でない環境下では,学習により接触タイミシグの予測を調整し,やはり衝突の一定時間前に力を入れ始めるようになる.しかし受け取り動作の代わりに物体をパンチする実験では十分に学習できないことから,受け取り動作の場合において常に与えられる触覚情報が学習に重要な役割を果たす可能性があると考えた.
    本砥究ではこのことを検証するため,力情報の提示タイミングを微小時間ずらしたバーチャルリアリティ環境内で,重力加速度で落下するバーチャルボールを繰り返し受け取るタスクを用い,被験者がどのように運動開始タイミングを調整するかを調べた.力情報をずらす時間としては,±60ms,Oms(ずれなし)を用い,各ずれに対し60回ずつタスクを行った.この学習が済んだ後,学習していない高さに対して同じ課題を行った.この課題により,脳が環境のダイナミクスを獲得しているか,さらには,学習している物が加速度の情報なのかを検証した.
    実験の結果,時間のずれを加速度の変化として学習していたこと,また,ある一定の加速度情報を用いて接触タイミングを推定していたことから,環境のダイナミクスを推定に用いていることを確認した.さらに,視覚情報から得られる加速度情報と実際の推定に用いている加速度情報が異なっていることから,視覚情報から得られる加速度情報は精度が良くない可能性があることを示唆している.

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  • 生理学と解剖学の知見に基づいた眼球ロボットの視線運動制御と立体視覚認識

    研究課題/領域番号:17300060  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    張 暁林, 佐藤 誠, 小池 康晴

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    配分額:14450000円 ( 直接経費:13100000円 、 間接経費:1350000円 )

    1.車載アクティブカメラを用いた立体地図計測法:本研究では,運動物体に装着したアクティブカメラで撮影した画像を利用し、立体図生成アルゴリズムを開発した.本アルゴリズムはアクティブカメラを用いた一点注視しながら運動することによって、高精度、低誤認識率の3D画像を作成することができる。
    2.神経細胞の電気特性に基づいた電子計算回路の構築:神経細胞間の伝達信号は原理的にパルス周波数信号を用いることが知られている.19年度これまで提案した神経細胞の発火機構とシナプスの等価回路を実用に向けて再構築し,神経等価回路のみでモータの制御回路を構成した。この回路はP制御の機能を実現し、神経等価回路の工学的に応用可能であることを実証した。
    3.眼球運動特性を有する両眼監視システム:人間の眼球運動神経経路に基づいた両眼運動制御ロボットを設計・製作し、両眼協調運動とスムーズパーシュートを実現した。
    4.眼球運動に必要とする物体追跡用画像処理アルゴリズムの中に、視標認識アルゴリズムを位相限定要素法で開発し上記両眼ロボットに実装した。また、運動視標認識するためのSIFTアルゴリズム、ヲーターシェッドアルゴリズムも開発した。
    5.眼球運動制御部をアナログ回路のみで実現し、PSD素子を用いた世界初のアナログ素子のみの光追従両眼ロボット(5軸)を実現した。本研究では眼球運動制御は安定且つ制御特性の良いアナログ素子で実現できることを示した。

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  • バーチャルヒューマンの動作生成のための筋力パターン計測装置(マッスルキャプチャ)

    研究課題/領域番号:17650025  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽研究  萌芽研究

    佐藤 誠, 小池 康晴, 橋本 直己, 長谷川 晶一

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    配分額:3400000円 ( 直接経費:3400000円 )

    研究の概要
    本研究では、従来のモーションキャプチャによる姿勢計測に加え、実際に動作している人間の筋肉の動き(筋力パターン)を前進の筋電計測によって獲得し、その情報を利用している人間型キャラクタの自然な動作生成を可能にするマッスルキャプチャの実現を目的としている。はじめに、我々がこれまで開発してきた等身大仮想環境構築技術および筋電パターンからの部分的な運動の推定技術を用いて、様々な運動を行いながら、筋電パターン計測が可能な計測環境の構築について検討した。そして、計測した筋電パターンから全身の筋力パターンを直接推定する技術を解明した。さらに、これらの計測情報をデータベース化し、そこから筋力パターンレベルにおいて動作を自在に合成することで、人間型キャラクタの自然な動作生成を試み、その有効性を評価した。具体的な成果は以下の通りである。
    本年度(〜平成19年3月31日)の研究実施計画
    平成18年度は前年度得られた筋力パターンの分析を進めると共に、運動との対応付けを前提としたデータベースの作成とそのデータへの多様なアクセス方法の検討を行う。
    1)動作データベースは、筋力パターンを含めた多様なデータ構成になることが予想されるため、高速な検索及び呼び出しが可能になるような構成を目指した。また、動作データを増やすことが一般的には困難であるとされているため、より多様なデータを容易に獲得し、データベースを拡張していくことが可能になるフレームワークの開発をすすめた。
    2)動作データに対して、力覚提示装置などで外力を加えた際の動作への影響を調べた。実際になんらかの作業を想定した仮想VP環境を構築し、等身大力覚提示装置を用いてこれを評価した。

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  • 動作の関節点群表現による人間-機械間エモーショナルコミュニケーションの実現

    研究課題/領域番号:17500140  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    石井 雅博, 佐藤 誠, 小池 康晴, 長谷川 晶一, 丸田 英徳

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    配分額:2700000円 ( 直接経費:2700000円 )

    本研究では、人間とロボットやエージェントなどの機械とのインタラクションを質的に向上させるため、相互に感情をコミュニケーションすることを目指した。従来から取り組まれているような、顔の表情や声の調子によって感情を扱う研究とは異なるアプローチとして、身体の動作に含まれる感情情報に焦点を当てた。具体的には、(1)ロボットやエージェントに人間の感情を推定させる、(2)ロボットやエージェントに感情を表現させる、ことを目的とした。本研究の成果をあげる。
    1.感情動作画像データベースの構築:モーションキャプチャ装置を用いて、感情が表現される動画像データベースを構築した。演技者の関節にセンサを取り付け、歩行しながら感情を表現してもらった。取得した感情は喜び・恐れ・悲しみ・嫌悪・怒りの5種類であり、演技者として30名分のデータを取得した。
    2.心理実験によるモーションの評価:上記のデータを光点群どして被験者に示し,感情を知覚できるかを調べた.実験の結果,人間が感情を知覚できる割合は40%であった。
    3.計算機による感情推定システムの構築:計算機を用いて、1.で作成したデータから演技者の感情を推定するシステムを構築している。特徴量として,歩行のピッチ、ストライド,各関節の速度,加速度、躍度の最大値,最小値を使用した。これらの特徴量に関して、マハラノビス距離を用いて判別した結果、40%の正解率を得た。人間による正解率と同程度の値であり、システムの有効性は示せたが、特徴量の取り方の改善などによって正解率の向上が期待できる。

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  • 知識の創出と再構成のための人間中心のメディアインタラクション環境

    研究課題/領域番号:16200008  2004年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    中小路 久美代, 山本 恭裕, 山田 和明, 小池 康晴, 佐藤 寛子

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    配分額:49660000円 ( 直接経費:38200000円 、 間接経費:11460000円 )

    本研究は,データの収集,解析,共有を前提とした知識の創出と再構成のための,人間を中心とするメディアインタラクション環境の実現を目指したものである.
    事象に関する大規模なデータを収集,解析,共有する技術が発展し,シミュレーションや可視化といった表現技法を利用して,事象の理解を深め科学の諸問題に対する知識を構築する機会が増加しつつある.本研究では,複雑な事象に関するデータから出力される表現と,能動的にインタラクションをおこないながら,比較,仮説生成,検証といった人間の知識活動を中心に捉え,問題領域に特化した,ドメイン指向のメディアインタラクション環境を構築するための,創出系・操作系・表現系という三つの系からなる枠組みを構築した.そして,構築した枠組みを,化学反応予測,時系列データ分析,ビデオ分析,という三つの問題領域に適用し,その有効性の検証をおこなった.
    本研究ではまず,断片的に創出される知識を明示化し再構成していく連続的なプロセスに沿う創出系を実現した.そして,従来のマウスとキーボードという入力装置による操作系に加えて,筋電信号から導出される関節のトルクとスティフネスを利用し手に力を加えたり抜いたりすることによる操作系のモデルの構築とシステムの試作をおこなった.マルチメディア3Dを利用した可視化表現とそれを段階的に提示する表現系を実現し,また,聴覚情報および物体を用いた表現系の可能性と問題点を明確にした.着目した三つの問題領域のそれぞれについて,化学反応予測のためのシステムを実現するために必要となるライブラリの構築と公開,時系列データ分析を対象とした発展過程とのインタラクション技法の開発,および能動的ビデオ分析のためのインタラクションプリミティブの構築,をおこなった.研究の総括として,メディアインタラクション環境による知識の創出と再構成をおこなう枠組みを検証した.

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  • 脳活動計測のための多層アクティブアレイ電極に関する研究

    研究課題/領域番号:16360169  2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    小池 康晴, 佐藤 誠, 益 一哉

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    配分額:14700000円 ( 直接経費:14700000円 )

    脳に電極を埋め込み,そこから得られる信号を基に自身の腕やロポットを制御するブレインマシンインタフェースの研究が米国を中心に行われている.脳のどの部位から計測したらよいのか,あるいはどの程度の数の神経活動を計測すればよいのかは,その信号を用いて何をしたいかにより決まることであるが,まだ,開発途中のため正確な知見は得られていない.現在得られている信号は,剣山型の電極などさまざまであるが,神経活動を計測するためには,微弱な信号を増幅し,ソーティングと呼ばれるひとつの神経の活動を選び出す処理が必要で,まだ,大掛かりな装置が必要である.本報告では,脳活動計測のための多層アクティブアレイ電極に関する研究について,アクティブ電極の開発と多層に信号処理を組み込むためのフィルタの設計を行った.そして,一度の計測だけでも多くの神経活動を同時に計測できれば,神経細胞の発火密度に近い情報が得られることがわかった.さらに,運動意図が抽出された場合に,どのように運動を生成するかについて,計算論的なモデルを基に,新しい軌道生成方法を提案している.また,電極から長期的に安定に信号が計測できるためには,電極を移動させる必要があるが,MEMSの技術を用いて微小な変化を起こすアクチュエータを試作した.
    今後,デバイスの無線化や更なる小型化を行っていく必要がある.ブレインマシンインタフェースの応用に関しては,工学だけでなく,医学や神経科学などの基礎的な研究との共同作業が必要であり,今後は,このような分野と連携して,研究を進めていく必要がある.

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  • 実スケール動的設計を目的とした力覚提示機能を有するVR設計環境の構築

    研究課題/領域番号:16300025  2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    佐藤 誠, 小池 康晴, 長谷川 晶一, 橋本 直己, 張 曉林

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    配分額:14900000円 ( 直接経費:14900000円 )

    本研究の目的は、設計者の創造性を引き出すことのでき、しかも利用者のユーザビリティを的確に評価することのできる、人間中心型のVR設計環境を実現することである。このようなVR設計環境の実現のためには次の3点が極めて重要な要素であると考える。
    (1)実世界と同様に人間が設計対象を操作することのできる実スケールの没入型設計環境
    (2)自然でリアルな操作体験の可能な力覚提示機能を含めたマルチモーダルなVR設計環境
    (3)設計対象を物理法則の下でダイナミックに操作可能な動的設計環境
    車、生産設備、建築、都市環境といった人間の身体性インタラクションが重要な対象物の設計においては、設計対象を実スケールで提示できなければならない。たとえば、従来から車の設計においてクレイモデルが不可欠であった要因の一つにこのような実スケールの没入型設計環境の構築が容易でなかったことがある。設計者や利用者が完全にVR環境に没入して設計対象をデザインし、そのユーザビリティを評価できるVR設計環境が不可欠である。本研究では上記の三要素を実現し、それらを有機的構成することにより、実スケール動的設計を目的とした力覚提示機能を有するVR設計環境の構築を実現して、その有効性を明らかにした。
    なお、実スケールの動的設計を目的としたVR設計環境をさらに充実させるため、設計環境へのバーチャルヒューマンの導入も検討した。車、生産設備、建築、都市環境といった人間中心の評価を必要とする設計対象に対しては、利用者単独ではなく、他の利用者を加えた複数人の利用形態を設計環境内に仮想的に実現する必要があり、このために利用者と協調的に行動することのできる知的なバーチャルヒューマンを実現して、動的設計をより効果的に行うことは今後の研究課題としても重要である。

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  • 力覚提示機能を有する等身大仮想設計環境の構築

    研究課題/領域番号:14350196  2002年 - 2003年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    佐藤 誠, 林 洋一, 長谷川 晶一, 小池 康晴

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    配分額:11700000円 ( 直接経費:11700000円 )

    創造的な自由形状設計環境を実現するためには、柔軟性の高い三次元形状の入力装置、高度なレンダリング機能を有する没入型立体映像表示装置、自由形状の生成、変形、加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して、マルチモーダルなインタラクション機能を有する没入型仮想設計環境を構築する必要がある。本研究では、研究代表者らが提案開発してきた力覚提示機能を有する空間インタフェース装置SPIDARを基本的なインタフェース装置と位置づけ、没入型映像空間を実現するためにマルチプロジェクション、マルチPCの半球面スクリーンの没入型映像表示装置を開発して、目標とすべき設計環境を実現した。
    創造的形状設計においては、まず設計者やデザイナーが思い浮かべた形状設計のイメージを容易にかつ自然に仮想設計環境上の三次元形状モデルとして構築することができなければならない。このためには、仮想設計環境内での力覚を含めたマルチモーダルなインタラクションによる形状モデルの直接操作が可能でなければならない。しかも、これらの操作が実寸大の形状モデルに対して操作可能なために、等身大のスケールを持つ自由形状モデルを立体表示することのできる没入型映像表示装置が不可欠である。本研究で提案し、開発を行った等身大仮想設計環境は、これらの機能を実現しており、目的として設計者やデザイナーの創造性を十分に引き出すことのできる設計環境であり、研究目標を十分達成することができた。

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  • 筋電信号を用いた言語的なシンボル生成に関する研究

    研究課題/領域番号:13210054  2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究(C)  特定領域研究(C)

    小池 康晴

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    配分額:3300000円 ( 直接経費:3300000円 )

    「固い」「柔らかい」といった言葉を定義するには,固さを物理的に表現することが必要になる.固さは,物理量として数値化できるが,人間が固いと感じるのは,筋肉や皮膚にあるセンサによって得られた情報を用いることで判断しているのであって,正確な物理量を用いているわけではない.例えば,重量挙げの選手にとっては50kgのバーベルは軽いだろうが,普通の人にとっては,重いものである.単純に重さだけで「重い」「軽い」等の言葉は選択できない.言語処理(記号処理)だけでこのような状況を判断する為には,なぜ重たいかを,色々な場面,人の特性などを考慮に入れて書き表さなくてはいけないが,このような方法ではうまくいかないであろう.なぜなら,"size-weight illusion"と呼ばれる現象があり,同じ重さであっても物体の大きさが異なると小さいほうを重く感じたりするからである.
    このことを明らかにするために,物体を保持するときの関節トルクを腕と物体の重さに関する逆モデルを用いて計算し,物体の重さの予測に誤差があるときに姿勢がどのようになるのかを筋肉骨格系のモデルを用いて調べた.その結果,重さを実際よりも軽く予想すると,腕は目標位置よりも下の位置で収束し,逆に重さを実際よりも重く予想すると,腕は目標位置よりも上の位置で収束した.また,関節トルクは,目標位置よりも下にあるときは,より小さい力が,目標位置よりも上にあるときは,より大きい力が必要になることもシミュレーション実験から明らかにした.
    さらに,心理物理実験を行い,同じ重さで大きさが異なる2種類のおもりを用意し,被験者に交互に持たせ同じ重さだと認識できるまで繰り返し実験を行った.その結果,シミュレーションの結果のように,重さを軽く予測した場合(小さい物体)は,腕が下に,重く予測した場合(大きい物体)は,腕が上にくることを確かめた.

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  • 運動学習と視線の関係 -目の付け所を探る

    研究課題/領域番号:12750316  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    小池 康晴

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    配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

    物の操作を獲得するためには,学習や慣れが必要である.これまでは,試行錯誤により操作を覚える,あるいは繰り返し反復練習により熟練度を上げる方法だけで,システマテイックに教育する方法は提案されていない.さらに,高齢化社会を迎え,高齢者がたとえば,車の運転を行なうときに,それまでに獲得した操作にたいする感覚と,筋肉骨格系の衰えによる運動系の誤差が生じると危険な場面に遭遇したり,最悪の場合事故を起こすことになってしまう.安全性という観点からも,物の操作の獲得過程を明らかにすることは重要である.
    本研究では,「視線の移動が操作の習熟度と関連しているのではないか」という点に着目し,操作に必要な情報をどのように取得するかという,学習と視線の移動の関係を明らかにし,時空間パターンの中からどこの情報をどのような割合で操作に用いているのかを計算機上でのモデル化と行動実験を通して明らかにすることを目的としている.
    本研究では,複数の制御入力を用いて,最適な制御ができる位置を求めるモデルを強化学習を用いて作成した,強化学習を用いたため,どの位置を見るかは指示せず,最終的な運転結果ができるだけ将来にわたり良くなるような報酬を与えるだけで,学習を行うことができた.また,過去に示されている視野制限での運転方法と,学習によって獲得されたモデルでは,ほぼ同じ方策をとっていることもシミュレーションにより示して,本モデルの有効性を示した.
    また,行動実験において,視線計測を簡易なドライビングシミュレータを作成して行った.その結果,これまでに提案されているモデルが,幾何学的な情報に基づいて視線が決まっているものであったが,速度が速くなるにつれて視線の位置が遠くに変化することを新たに発見した.さらに,同じ速度であっても,習熟度によって視線が変化することも発見した.具体的には,習熟度が上がるにつれて視線が遠くの方にシフトし,その結果運転操作が滑らかになった.

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  • 次世代ヒューマンインタフェースのための生物模倣形コンピュータビジョン

    研究課題/領域番号:12650365  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    佐藤 誠, 長谷川 晶一, 小池 康晴

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    配分額:1400000円 ( 直接経費:1400000円 )

    次世代ヒューマンインタフェースのためのコンピュータビジョンシステムを構築する上で重要なことは、ロバスト性とリアルタイム性を両立させることである。このためには、画像パターン情報を階層的に構造化する画像解析手法の確立が必要である。本研究ではこの点に注目して、画像パターンの多重解像度解析の手法を確立するとともに、ヒューマンインタフェースへの応用として重要である顔検出の問題等への適用を試み、システム開発を行ない、その有効性を明らかにした。
    多重解像度解析のための方法として、本研究では尺度空間上の双極子解析という新しい手法を導入している。各尺度における画像パターンは極大点と極小点から成る双極子ネットワークで表現され、さらに各尺度におけるネットワークが結合され、ハイパーネットワークを形成する。このネットワーク上において,顔パターンのもつネットワーク構造を部分パターンとして検出することにより、ロバスト性とリアルタイム性を備えた顔検出方法を明らかにして、ヒューマンインタフェースへの応用可能を明らかにした。
    顔検出問題においては、あらかじめ学習用顔画像を多重解像度解析することにより、双極子ネットワークの標準パターンを準備する。入力画像に対しては、尺度空間解析によりハイパーネットワークを求め、各顔の標準パターンのパッチングを行なうことにより、顔画像の候補を抽出する。さらに、候補領域の詳細な解析を行なうことにより、最終的に精度の高い顔検出を実現している。

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  • 自然言語による動作命令の解析と理解に関する研究

    研究課題/領域番号:12308014  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    白井 清昭, 田中 穂積, 望月 源, 徳永 健伸, 島津 明, 奥村 学, 佐藤 誠, 白井 清昭, 小池 康晴

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    配分額:25820000円 ( 直接経費:23300000円 、 間接経費:2520000円 )

    本研究課題では、自然言語に基づくマンマシンインターフェースの実現を目指し、その一例としてアニメーテッドエージェントを構築することを目的とする。アニメーテッドエージェントとは、コンピュータ上に実現された知的エージェントであり、ユーザが自然言語によって与えられた命令を理解し、その命令通りに行動することができる機能を持つ。
    このようなアニメーテッドエージェントを構築するための基礎的な技術を開発した。まず、形態素・構文解析モジュールの改良を行った。特に、どんなアプリケーションにも対応できるように、形態素・構文解析モジュールの一般化を行った。また、対話などの話し言葉では、文法的に正しくない文がしばしば発話される。このような不適格文を解析するために、単語の意味役割などを利用した新しい手法を提案し、実装した。さらに、人間が動作命令を与える際には、動作の解釈に必要な要素がしばしば省略される。この問題を解決するために、プランニングの知識を利用した照応・省略解析アルゴリズムを開発した。
    以上のような要素技術を統合し、「傀儡」と呼ばれるアニメーテッドエージェントを構築した。「傀儡」におけるエージェントは、理解できる命令の種類に限りはあるが、人間の命令を理解しその通りに行動することができる。また、本システムはインターネット上で公開し、関連する研究者なら誰でも利用することが可能である。

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  • 動的対象物の学習過程と脳の内部モデル生成に関する生体信号からのモデル化

    研究課題/領域番号:12210064  2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究(C)  特定領域研究(C)

    小池 康晴

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    近年,脳の中に内部モデルが存在する実験的な証拠がいくつか示されはじめている.これらは,静的あるいは動的な環境化で学習過程をパフォーマンスの変化や,環境に与える外的な力の変化などから判断している.しかし,環境に変化を及ぼす手などのアクチュエータは,筋肉骨格系からなっており,同じ力を発生させるにも,筋肉の活動度は無限に考えられ,一意に決まらないため,脳からの運動指令がどのように変化しているかは,外的な変化ではなく内的な変化,今回の場合は,筋肉の活動度を示す筋電信号を用いて判断することにより,より詳細に脳がどのような運動指令を出しているかが明らかになる.
    今年度は,以下の項目について研究を行なった.
    ○筋電信号の正規化手法の開発
    等尺性収縮時の筋電信号と手先の力から筋電信号を最大随意収縮力ではなく,関節のトルクを用いて正規化する新しい正規化手法を開発した.この方法により,異なる日に行なった実験データにおいても,結果を比較することができるようになった.また,異なる被験者の違いも定量的に判断できるようになった.
    ○動的な環境の学習過程の実験的データ収集
    物体を受け取るタスクを行ない,筋電信号を計測した.また,筋電信号から手首の関節トルクを推定すると同時に,インピーダンス特性も推定した.その結果,物体を受け取る前から筋活動が起き,受け取る準備を行なっている(準備同時活性)ことが分かった.

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  • 創造的設計環境のための触覚表示機能を有するインタフェースの構築

    研究課題/領域番号:11555099  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    佐藤 誠, 林 洋一, 石井 雅博, 小池 康晴

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    配分額:10400000円 ( 直接経費:10400000円 )

    申請者らは、計算機内の自由形状モデルに対して、あたかもそれが実在しているかのような感覚で操作するための装置として、空間インタフェース装置(SPIDAR)を開発してきた。この装置は、設計者の指先の位置を計算機に入力するポインティング機能と指先へ操作時の触覚・力覚情報をフィードバックする機能を兼ね揃えた装置である。この装置と実時間グラフィックス表示装置を組み合わせることにより、いわゆる人工現実感と呼ばれる仮想操作環境を構成することができる。
    本研究では、この空間インタフェース装置を基本のインタフェースデバイスと位置づけ、さらに創造的な自由形状設計を実現するための機能、すなわち、柔軟性の高い三次元形状の入力装置、高度なレンダリング機能を有する立体表示装置、自由形状の生成、変形、加工を可能にする自由形状モデラなどを統合化して、次世代の形状設計支援システム仮想クレイモデリングシステムを実現することを目指したインタフェースの構築を目的とする。
    本研究で目標する創造的設計環境システムは、
    1.自由形状設計支援プロセッサシステム 2.三次元自由形状モデラ管理システム
    3.自由形状設計加工システム 4.自由形状入力システム
    の4つの部分からなり、全体で仮想設計環境を構成している。これらの各サブシステムの操作環境において、いずれも触覚表示機能を有するインタフェースが不可欠である。
    本研究ではこれらのサブシステムの実現に必要とされる直接操作のためのインタフェースの基本機能を明らかにして、それを実現するインタフェースの基本構造を設計した。
    さらに三次元自由形状モデラ管理システムを構築し、インタフェース装置と統合することで自由形状設計のための仮想モデリンダシステムを構成した。このシステムの自由形状設計における有効性を実験により確認した。

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