脳波による機器操作に新手法―利用者の意図を高速・高精度に推定：産業技術総合研究所ほか
(2018年5月29日発表)
（国）産業技術総合研究所と東京工業大学、大阪大学は5月29日、人間が運動するときにどう動こうとしているかをその人の脳波から推定する新しい手法を共同で開発したと発表した。0.1秒以内に85％の精度で素早く推定でき、手足の不自由な人が車いすなどの機器を操作する技術として応用できると期待している。
脳波から人間がどう運動しようとしているかという運動意図を直接読み取ろうという技術はこれまでにも研究されてきたが、従来の方法では読み取りの精度を高めるために利用者に特別な訓練が必要になるなど負担が大きかった。研究チームは今回、この負担を減らしながら精度よく運動意図を読み取る新技術の開発に取り組んだ。
そこで研究チームが注目したのは、運動する際に脳は自身の身体モデルに基づいて運動後の身体状態を予測し、意図した結果との食い違い（予測誤差）が小さくなるように筋肉に運動指令を出しているという点。この予測誤差は脳波に大きな影響を与えていると考え、車いすなどの利用者がどう動こうとしているのか運動意図の推定に利用する新手法を開発した。
実験では、被験者に運動を錯覚させる刺激を与え、運動意図から予測した運動結果と錯覚した運動結果のずれを脳波から読み取った。具体的には、頭部に取り付けた電極で外部から電気信号を加えて内耳にある平衡感覚器官を刺激、運動を錯覚させて脳波から被験者が左右どの方向に運動しようとしたかを推定した。その結果、脳波の計測時間が0.1秒以内でも平均85%以上の精度で運動意図を正しく推定できる事分かった。
特別な訓練なしに脳波による機器操作技術として応用が期待できるとして、研究チームは「今後は運動意図の表明が困難な全身まひ患者のコミュニケーションツールとして使用できるかどうか、臨床での試験を開始する」と話している。
