市販の簡易脳波計(Emotiv社のEPOC)を使用してSSVEP(Steady State Visual evoked potentials)を検出する、Brain Computer Interface装置です。
これにより、一般家庭でも導入可能なコストでBCIを実現することが出来ました。
画面に表示された選択肢を見つめるだけでその選択肢が選ばれます。他の方法(運動想起検出やP300検出)に比べてトレーニングが不要なためユーザの負担が少ないという特徴があります。
通常のリフッシュレート60Hzのモニターを使用すると、実用レベルでは選択肢は3つぐらいまでが限界ですが、マトリクスLED等利用した外部の刺激装置を使うことにより選択肢を増やすことが可能です。
MRI装置は強磁場を発生するため通常の電気的な力センサが使用できません。
そこで、金属類を一切使用せず、光ファイバセンサを用いてプラスチックで構成された歪みゲージの歪みを計測するようにしました。
2方向の力(±2.0kgfまで)の計測が可能です。フルスケールに対して±3%の精度が実現できました。
計測結果はシリアル通信で出力(100Hz)されますので、MATLABやProcessing等のソフトウェアで簡易にデータ取得が可能です。
下の写真は実際に計測に用いられた時の様子です。
写真に写っているのはプロトタイプ(片手計測用)で幅は140mmありますが、この他に幅80mmの両手の同時計測が可能なタイプもあります。
医師、理学療法士、フィジカルトレーナー、健康運動実践指導士などの運動指導を実践しているヘルスケアプロバイダー向けに開発された、歩行解析のためのアプリケーションです。iPhoneを腰(第三腰椎)に巻いて歩くだけで、ストップウオッチでは得られない多くのパラメータを算出できます。
歩行速度、歩幅などの一般的なパラメータに加えて、歩行変動性・左右対称性、歩行中の重心軌跡などを解析するiPhoneアプリです。
詳しい使用方法については、以下のWebサイトをご参照下さい。
https://sites.google.com/site/hokoukaiseki/home
パラレルリンクおよびダイレクトドライブモータ2台から構成されたマニピュランダム用に制御回路とソフトウェアを作成しました。
ワークエリア内の任意の位置で任意の力を出せます。これにより、装置を把持している人の手に対して任意の弾性や粘性を与えることが出来ます。
制御回路は、高速処理が必要な部分にデコーダ専用のチップを採用することにより、それ以外の部分は汎用マイコンのみで構築することが出来ました。これにより、200Hzの制御を実現しながらコストを大幅に削減することができました。また、複数のマイコンが互いを監視することにより安全性を確保しています。
PC側のソフトウェアはMATLABを使用しているため、簡単に実験タスクを作成することができます。
TMSを実施する際に脳活動を確認しながら任意の位置へ磁気刺激が加えられる装置です。
写真の例では右手のボールを握ったときの脳活動画面を右下に拡大して表示しています。
位置計測にはNDI社のPolarisを使用しています。
また、脳活動の推定には株式会社国際電気通信基礎技術研究所(ATR)の開発したVBMEGを使用しています。
表示されている脳のモデルはMRI画像から抽出した本人の大脳皮質画像です。赤い部分は表面皮質から脳の中心方向、青い部分はその逆方向に電流が流れていることを示しています。緑の部分は脳活動が推定されなかったところです。ボールが握られるたびにボールを握った時点を0秒として-200ミリ秒から+100ミリ秒まで50ms毎の平均脳活動をムービーで表示します。ムービーを表示する際は、人の目で追えるように5分の1の速度で脳活動を表示するようにしています。
また、紫色の球体はTMSによる磁気刺激の加えられる場所を表し、赤い矢印がTMSにより大脳皮質上に流れる電流の方向を示しています。
上の図は、被験者がfMRI計測中に右手首の曲げ伸ばし運動を行った際の脳の活動を可視化したものです。MATLAB上でSPMを使用して作成しました。
活動が強くなると青→緑→赤と、色が変化するように表示しています。
左半球の第一次体性感覚野に強い活動が見られ、赤くなっている場所は右手首の部位と一致します。
また、同様に中心溝を挟んで、第一次運動野の右手首に該当する部分にも活動が見られます。
(参考:脳科学辞典)
このような「答えが見えている」タスクを被験者に実施してもらうことにより、fMRIの計測系(データ分析環境も含む)が正しく維持されているかどうかを確認することが出来ます。
特に、新しい計測装置等をMRI室内に設置した場合は必須の作業となります。
平成27年3月3日に株式会社最先端研究開発支援センターが設立されました。