AIST-CNRS Robotics Research Lab [Abderrahmane Kheddar], 바카라 커뮤니티 (National Research Institute) 및 프랑스 국립 과학 기술 센터 (Antoine Petit) (이하 "CNRS")에서 공동으로 설립 된 프랑스 국립 과학 기술 센터 (ANTOINE PETIT) 및 ERGONOCISS, ABLONE KHETHERS, ABLONE KHEDOCISH, ABONE KHETHONS (Abderrane Khed) Gowrishankar, CNRS의 최고 연구원, 같은 지역지능형 시스템 연구 부서[연구 사업부 이사 Kawai Yoshihiro] Yoshida Eiichi 부국장은 Koike Yasuharu 교수, 과학 및 기술 연구소 교수, 도쿄 기술 연구소 (이하 기술 연구소의 기술 연구소), Association 교수 및 기술 교수 및 기술 교수, 그리고, 니무라 (Hyouki),, 니무라 (Yoshimura), 그리고, 정보 과학 기술 대학원에서 뇌의 예측 기능을 사용하여 뇌에서 상상하는 운동 (운동 의도)을 읽고 안전한 바카라 사이트에서 높은 정확도두뇌 컴퓨터 인터페이스 (BCI)기술을 발명했습니다
안전한 바카라 사이트에서 모션 의도를 직접 읽는 전통적인 BCI 기술은 정확도를 향상시키기 위해 훈련이 필요했기 때문에 사용자에게 큰 부담을줍니다 우리가 이번에 고안 한 기술은 운동시 뇌 운동 후 신체의 상태 (운동 결과)를 예측하는 기능을 사용합니다 그것은 움직임의 환상을 만드는 자극을 제공하고, 모션 의도에서 예측 된 모션 결과 사이의 편차를 읽습니다 그리고 움직임 의도로부터의 움직임 결과는 편차에서 정확하게 추정 될 수 있습니다광대 한 전기 자극 (GVS)에 의해 운동이 환상화되는 실험에 의해, 안전한 바카라 사이트로부터 왼쪽과 오른쪽으로 이동하려는 의도는 100ms 내에 측정 된 85% 이상의 평균 정확도로 추정되는 것으로 확인되었다 훈련이 필요하지 않고 부담이 작기 때문에, 사지 마비 환자와 다른 사람들이 휠체어와 같은 외부 장치를 운영하는 인터페이스에 적용될 것으로 예상됩니다
이 기술의 세부 사항은 2018 년 5 월 9 일에 제공 될 예정입니다과학 발전잡지에 게시
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| 이번에 개발 된 BCI 기술의 개요 |
뇌에서 신호를 읽고 컴퓨터에 연결하는 인터페이스 인 BCI의 궁극적 목표는 원하는대로 기계를 작동 할 수 있어야합니다 예를 들어, 팔을 잃은 사람이 BCI를 통해 원하는대로 보철 팔을 움직일 수 있다면 인생이 크게 향상 될 것으로 예상 될 수 있습니다 지난 20 년 동안 많은 BCI 방법이 제안되었지만, 개별 안전한 바카라 사이트의 특성에 맞게 장치를 설정하고 이미지로부터의 시각적 입력에 반응하여 발생하는 안전한 바카라 사이트를 탐지하는 등의 긴 훈련이 필요하다는 점에서 어려움이있었습니다
안전한 바카라 사이트와 CNRS가 공동으로 설립 한 안전한 바카라 사이트-CNRS Robotics Research Lab은 BCI 기술을 사용하여 인간노이드를 조작하고 인간과 로봇 신체의 공유 된 감각을 설명하는 것과 같은 고급 인간 로봇 하모니 기술을 개발했습니다 반면에 Tokyo Tech는 Brain Signal Analysis 기술을 개발해 왔으며 Osaka University는 뇌에 대한 외부 신호 입력 기술을 개발하고 있습니다 이번에는 공동 연구를 통해 각 기관의 기술을 결합하여 긴 훈련이나 추가인지 부하가 필요하지 않으며 더 나은 추정 결과를 생성하는 모터 의도를 분석하기위한 새로운 기술을 개발하기로 결정했습니다
또한,이 연구 및 개발의 일부는 안전한 바카라 사이트 및 CNRS Robotics 공동 연구에 의해 지원되었습니다
인간이 운동 할 때 뇌에는 신체 모델이 있습니다 (Forward Model)에 따라 예측되고 운동 명령은 근육에 발행되어 의도 된 결과의 오류 (예측 오류)가 줄어 듭니다 이번에는이 예측 오류가 안전한 바카라 사이트에 큰 영향을 미칠 것이라고 생각했으며,이를 사용하여 움직임 의도를 추정하는 새로운 BCI 방법을 고안했습니다 이 기술에서, 외부 감각 장치에 의해 환상적으로 자극 된 움직임의 결과와 실제 운동 의도에서 뇌에 의해 예측 된 움직임의 결과 사이의 예측 오차는 뇌에서 감지된다 운동 의도는 자극으로 인한 검출 된 예측 오류 및 운동 환상으로부터 추정됩니다 기존의 방법은 안전한 바카라 사이트로부터 사용자가 의도 한 움직임을 직접 해독하는 데 사용되었지만, 발달 된 방법은 해독 될 대상이 예측 오류라는 점에서 다릅니다 구체적으로, 인공 감각 자극 장치 (전정 전기 자극 (GVS)) 및 안전한 바카라 사이트는 사용자의 의도 된 움직임이 외부 자극으로 인한 운동 환상과 일치하는 정도를 평가하고 식별하는 데 사용됩니다
이 기술을 보여주기 위해 휠체어 작동을 가정 할 때 왼쪽 및 오른쪽 움직임 방향을 식별하기위한 실험을 수행했습니다 먼저, 왼쪽과 오른쪽의 스피커로부터 높은 피치 경고음 소리가 만들어졌으며, GVS는 안전한 바카라 사이트와 GV를 감지하는 센서에 부착되어 소리가 나오는 방향으로 휠체어에서 피사체의 움직임 이미지를 불러 일으켰다 2 초 후, GV는 신호에 관계없이 양쪽을 구부리는 무작위 운동을 유도하는 자극을 적용하여 안전한 바카라 사이트를 측정하는 데 사용되었습니다 경고음 신호가 낮고 피사체는 모션 이미지를 중지하고 측정이 완료됩니다 (그림 1) 이것은 여러 번 반복되었고, 통계 분석을 수행하여 의도 된 방향과 환상 방향이 정렬되었는지에 대한 측정 된 안전한 바카라 사이트로부터 정확하고 허위 정보를 감지하기 위해 통계적 분석을 수행 하였다 안전한 바카라 사이트로부터 검출 된 올바른 및 잘못된 정보는 GV의 입력 방향과 비교되었고, 대상 이미지의 방향이 추정되었다 모든 대상에 대해, 자극 후 96ms의 짧은 시간에 높은 추정 정확도 (872% 중앙값)로 운동 의도가 추정되었다 (도 2) 또한 자극은인식 임계 값<<, 대상은 알 수 없을 정도로 약하고, 안전한 바카라 사이트에서 얻은 올바른 거짓 정보는 무의식적으로 뇌에 의해 결정되었으며, 피험자는 추가적인인지 부하를 적용하지 않습니다
이 기술은 운영자 훈련이 필요하지 않으며, 운영자가인지 부하를 전달하도록 강요하지 않아 이전보다 정확성이 향상되지 않습니다 또한 안전한 바카라 사이트를 읽고 추정함으로써 자극 후 100 밀리 초 이내로 수행 할 수 있으므로 실시간으로 사용할 수 있습니다
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| 그림 1 의도 감지 절차 |
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| 그림 2 여러 대상에 의한 의도 탐지의 실험 결과 |
| 뇌 신호에서 직접 감지하기위한 기존 방법을 사용한 의도에 대한 정답 속도는 빨간색 선으로 표시되며,이 시간에 고안된 방법을 사용하여 의도 감지에 대한 정답 속도는 검은 색 라인으로 표시됩니다 포인트 (●)는 신호 후 매번 예상 정답 속도를 나타냅니다 각 지점의 상자는 정답 속도의 25-75% 범위를 나타내고 오류 막대는 전체 범위를 나타냅니다 왼쪽 상단 이미지는 EEG의 활성 사이트를 보여줍니다 (상단은 정면) |
이제 제안 된 방법이 의도를 표현하는 데 어려움이있는 일반 마비 환자를위한 커뮤니케이션 도구로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 임상 시험을 시작할 것입니다 또한, 기존 BCI와 함께 사용될 때 특히 운동 제어와 관련하여 기능을 개선하기위한 연구가 수행 될 것입니다
잡지 이름 :과학 발전
종이 이름 :움직임 의도 디코딩에 대한 감각 예측 오류 사용 : 새로운 방법론
저자 :Ganesh Gowrishankar, Keigo Nakamura, Supat Saetia, Alejandra Mejia Tobar, Eiichi Yoshida, Hideyuki Ando, Natsue Yoshimura 및 Yasuharu Koike
doi :101126/sciadvAAQ0183
게시 : 2018 년 5 월 9 일