2019/01/10-2019/1/13の日程で開催された International Conference on ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS (ICAROB 2019)にて研究室から6件の発表をおこないました。
- An fMRI Study of Stimulus-Response Compatibility Effects 佐原 佳(B4)
- An fNIRS study of brain state during letter and category fluency tasks 大西 茜(B4)
- Driver-state detection of driving simulator using electrocardiogram measurement 吉岡昂馬 （M1)
- Automated Panoramic Image Creation System for Corneal Endothelial Cells 小林渓太郎(M2)
- Measurement of brain activity and problem discovery during actual driving 中村清志郎(M2)
- Construction of a meditation practice support system leads to a good meditation state: an fNIRS study 藤井聖香(M2)
学会参加報告書
| 報告者氏名 |
佐原 佳 |
| 発表論文タイトル | 刺激 – 反応適合性効果のfMRI研究 |
| 発表論文英タイトル | An fMRI Study of Stimulus-Response Compatibility Effects |
| 著者 | 佐原佳, 日和悟，古谷博史，廣安知之 |
| 主催 | International Conference on ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS |
| 講演会名 | ICAROB2019 |
| 会場 | 大分県，別府 |
| 開催日程 | 2019/01/10-2019/1/13 |
- 講演会の詳細
2019/01/10から2019/01/13にかけて，別府国際コンベンションセンター(B-CON Plaza)にて開催されましたICAROB2019に参加いたしました．この戦略会議は，ICAROB2019とは，人工生命とロボットに関する国際会議である． コンピュータシミュレーション、ハードウェア設計、ロボット工学、ネットワーキング、および人工生命技術における進歩がいかにして学際的なアプローチに関連するかに関する知見を共有することを目的としています．
私は11，12，13日のみ参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，藤井（聖）さん，小林さん，中村（清）さん，吉岡さん，大西さんが参加しました．
- 研究発表
- 発表概要
私は11日の午後のセッション「研究室Hack」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，12分の講演時間と3分の質疑応答時間となっておりました．
今回の発表は，「An fMRI Study of Stimulus-Response Compatibility Effects」という題目で発表しました．以下にアブストラクトを記載致します．
| Our behavior is optimized by the brain to suppress unnecessary movement at particular moments. Here, we investigated the differences in inhibition during a spatial stimulus-response compatibility task. The stimulus-response compatibility task is used to investigate brain function while inhibiting movements to accomplish the optimized movements during the compatible and incompatible trials. A previous study investigated inhibitions in specific compatible and incompatible tasks. However, these studies did not consider the inhibition during random events, which is an everyday occurrence in human life. Therefore, in this study, we focused on the differences between specific inhibition and random effect inhibition using three stimulus-response compatibility tasks, comprising the compatible, incompatible, and random tasks. Twenty healthy participants were measured using 1.5-T functional magnetic resonance imaging (fMRI) and the results were analyzed by using activation, brain function network, and behavioral analyses. |
- 質疑応答
今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
同志社大学所属大西さんからの質問です．こちらの質問は，実験設計でタスクブロックがセッションで異なるのはなぜなのかというものでした．この質問に対する私の回答は，被験者の負担を考慮し一度の計測時間を10分と定め，その時間に合わせて最大数のブロックをセッション１に設置したと回答しました．
・質問内容2
同志社大学所属吉岡さんからの質問です．こちらの質問は，ネットワーク解析結果で各条件のすべてでというものでした．この質問に対する回答ですが，行動分析の結果から全条件において高い正答率だったため，課題自体が簡単だったため被験者の脳活動があまり見られませんでしたと回答しました．
・質問内容3
同志社大学所属小林さんからの質問です．こちらの質問は，賦活解析にて各条件をどのようにして比較したのかというものでした．この質問に対する回答ですが，発表用のPCがフリーズしたためその場では答えられませんでした．回答としては，比較したい条件に合わせてコントラストを立てましたと答えるつもりでした．
- 感想
・初めての学会参加で，英語かつ口頭発表だったため，とても緊張しましたが，先輩たちに支えられ無事発表をすることができてよかったです．ただ質疑応答の際にPCがフリーズしてしまい，スライドを表示できず質問に答えられなかったため，これからは発表だけを覚えるのではなく，質疑応答までスライドがなくても説明できるようになる必要があると思いました．
- 聴講
今回の講演会では，下記の3件の発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： The Actual Car Driving Evaluation System using Combined with Eyeball and Face Angle 著者 ： Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno (University of Miyazaki, Japan) Yukio Hattori (OFA SUPPORT INC, Japan) セッション名 ： Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstruct ： The lack of automobile driving standards of persons with brain dysfunction and the increase of car accidents by the elderly are problems. Therefore, research on gaze estimation necessary for vehicle driving evaluation is rapidly developing. In this paper, we proposed the actual car driving evaluation system which can be evaluated by combining eye movements using eye tracking device (TalkEyeLite) and face movement estimated using template matching. In order to the evaluate our proposal method, we carried out the actual car driving experiments. The subjects were one instructor of the car driving school, and five general drivers. We compare the gaze range of the five general subjects and the instructor. As a result, we confirmed that one male in the 40s and one elderly narrow the gaze range. |
この発表は，脳機能不全者と高齢者における運転事故ついて，運転者の目線や顔を向ける角度の健康者と比較した研究でした．本研究では，自動車学校で行われ，自動車学校の教官と6名の高齢者のデータを比較しており，将来的にはより脳機能不全のある人の運転について研究を広めていくとのことでした．
| 発表タイトル ：A Study on Breathing and Heartbeat Monitoring System during Sleeping using Multi-Piezoelectric Elements 著者 ： Praveen Nuwantha Gunaratne, Chika Yoshida, Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno, (University of Miyazaki, Japan) セッション名 ： Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstruct ： We propose a method to monitor breathing and heartbeat during sleeping using piezoelectric elements. First, the signal acquired from the piezoelectric elements during sleeping is separated into a breathing signal and a heartbeat signal using biomedical signal processing software. A method is then proposed to quantify breathing and heartbeat by applying fuzzy theory to the signals. This proposed method is experimentally demonstrated using the following procedure. In the experiment, two subjects slept for one and a half hours. The data from the piezoelectric elements during sleep were extracted. We compared the true value with the count results from these data using the proposed method. The error rate of the breathing count was 0–13%, and the error rate of the heartbeat count was 0–8.2%. The results were non-uniform, and the error rate depended on the subject. |
この発表では，睡眠時の無呼吸症候群を検出する無装着センサーの開発研究についてでした．これは従来とは異なり，被験者がセンサーを付ける必要がなく，寝ているベッドマットレスにセンサーを付けるものでした．本実験では健康な被験者を固定した状態で，息を吸う，止めるなどと動作を行ったものを対象としていたため，今後では被験者が動いた時でも計測できるように研究をしていくそうです．
| 発表タイトル ： User-Friendly Robotics 3 – Playware 著者 ： Henrik Hautop Lund, Luigi Pagliarini (Technical University of Denmark, Denmark) セッション名 ： Engineering Modular Playware Abstruct ： The sustainable The design of playware based on the lessons learned from user-friendly robotics suggests a focus on a number of design criteria to help achieving playware systems that can and will be used according to the Playware ABC by anybody, anywhere, anytime. The design criteria are described in this paper, and they include: modularity, explicit immediate feedback, robustness, simplicity, one-click, design. Each criterion is described based on the lessons learned from user-friendly robotics. We exemplify the use of these design criteria with the development of the playware system, Moto Tiles. The Moto Tiles system is designed as a playful prevention and rehabilitation system for seniors, who are normally not exposed to such high technology systems. The paper discusses how the design criteria allowed for a successful design of a user-friendly system, which is now used daily by tens of thousands seniors all over the globe. |
この発表は“Playware”というシステムを用いた商品開発の紹介でした．このシステムでは「誰にでも，どこでも，いつでも」というユーザを優先したシステムであり，その使用方法は多種に応用できる．本発表では，高齢者を対象にした”Moto Tiles”というリハビリ用の器具を開発しました．この“Moto Tiles”とはタイルを踏むと音が鳴るというものであり，高齢者のリハビリではタイルが発光し，そのタイルを踏むとリハビリでした．この“Moto Tiles”をリハビリに用いることによって高齢者の認知機能が従来の認知機能を改善するリハビよりも改善することが確認されました．この結果より“Moto Tiles”が高齢者のリハビリに最適であることが示されます．”Playware”のシステム定義方法がユーザにやさしい“anybody, anywhere, anytime”を考慮したシステム開発が興味深かったです．
学会参加報告書
| 報告者氏名 |
大西茜 |
| 発表論文タイトル | fNIRSを用いた文字流暢性課題と意味流暢性課題時の脳状態の検討 |
| 発表論文英タイトル | An fNIRS study of brain state during letter and category fluency tasks |
| 著者 | 大西茜, 日和悟, 古谷博史, 廣安知之 |
| 主催 | International Conference on Artificial ALife and Robotics |
| 講演会名 | ICAROB2019 |
| 会場 | 別府国際コンベンションセンター（ビーコンプラザ） |
| 開催日程 | 2019/01/10-2019/01/13 |
- 講演会の詳細
2019/01/10から2019/01/13にかけて，別府国際コンベンションセンター（ビーコンプラザ）にて開催されました国際会議に参加いたしました．この国際会議は，人工生命とロボットに関する国際会議です．人工知能，バーチャルリアリティ，コンピュータサイエンスなどの分野から研究者や学生が参加し，人工生命とロボットに関する知見を共有することを目的としています．
私は11，12，13日のみ参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，藤井(聖)さん，小林さん，中村(清)さん，吉岡さん，佐原さんが参加しました．
- 研究発表
- 発表概要
私は11日の午前のセッション「OS8 Computational intelligence and cognitive science for human biosignals and human well-being」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，約12分の講演時間と約3分の質疑応答時間となっておりました．
今回の発表は，「An fNIRS study of brain state during letter and category fluency tasks」という題目で発表いたしました．以下にabstractを記載致します．
| Verbal fluency task (VFT) is categorized into letter fluency task (LFT) which leads language recall from initials, and a category fluency task (CFT) which leads language recall from semantic categorized words within a certain time period. However, many VFT studies examine differences in activity between healthy subjects and diseased subjects using only one task. In this study, the state of brain function in two tasks was compared. Cerebral blood flow changes were measured when LFT and CFT were performed using fNIRS, and the state of brain function was examined. Brain activity of the frontal region and temporal region was measured using 40 CH fNIRS (LABNIRS, SHIMADZU). For activation analysis of brain activity, GLM analysis was performed in individual. Activation was more prominent when performing LFT than CFT as shown in fig.1. In this presentation, we will present the differences in brain status between the two subjects. |
- 質疑応答
今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
同志社大学所属の吉岡さんからの質問です．こちらの質問は「単語数に有意差はありますか？」というものでした．この質問に対する私の回答は，「生成単語数に有意差がありました．意味流暢性課題と比べて文字流暢性課題は生成単語数が少なく，課題難易度が高いことがわかりました．」でした．
・質問内容2
同志社大学所属の中村(清)さんからの質問です．こちらの質問は「あなたの研究における主な貢献はどこですか？」というものでした．この質問に対する私の回答は，「我々は文字流暢性課題と意味流暢性課題時で脳活動のパターンが異なることを仮説としています．主な貢献は人間の脳の機能とメカニズムの解明です．人間の脳の機能やメカニズムを解明することは，人間の知的能力の向上と十分なパフォーマンスに貢献します．」でした．
- 感想
発表当日はあまり緊張せず，落ち着いて発表ができました．一方で予定よりも発表時間が短くなってしまったため，廣安先生にもご指摘いただいた考察ついて詳細に発表するべきだったと感じました．より多くの発表練習を行うべきだったと反省しております．また，普段から指摘されているスライドとポインターの適切な使用法を実施できなかったことや，英語で即座に返答・回答できなったことも反省点の一つです．
- 聴講
今回の講演会では，下記の3件の講演および発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： PLAYWARE Bring Happiness to Life 著者 ： Henrik Hautop Lund セッション名 ： Invited Speech IS1-1 Abstruct ： In this paper, we describe the engineering of modular playware. The modularity of constructing playware systems out of modules may allow the system to be easily transported to be used anywhere, to easily build different bodies and brains, and to allow people to construct and combine the modules to become creative. Hence, the modularity helps fulfilling the Playware ABC. We exemplify the engineering challenges of the hardware, software and communication design of modules through the development of handheld modules for playful rehabilitation. The handheld modules allow for a fun and motivational training of upper extremities, and can be viewed as an extension to the Moto Tiles for lower extremity training, which have proved to be a highly successful playware for prevention and rehabilitation among seniors. The paper outlines the engineering challenges and proposed solutions to make such modular playware for playful upper extremity training. The sustainable The design of playware based on the lessons learned from user-friendly robotics suggests a focus on a number of design criteria to help achieving playware systems that can and will be used according to the Playware ABC by anybody, anywhere, anytime. The design criteria are described in this paper, and they include: modularity, explicit immediate feedback, robustness, simplicity, one-click, design. Each criterion is described based on the lessons learned from user-friendly robotics. We exemplify the use of these design criteria with the development of the playware system, Moto Tiles. The Moto Tiles system is designed as a playful prevention and rehabilitation system for seniors, who are normally not exposed to such high technology systems. The paper discusses how the design criteria allowed for a successful design of a user-friendly system, which is now used daily by tens of thousands seniors all over the globe. |
この講演では，知育玩具レゴのレゴラボを創立したロボット工学の研究者であるHenrik Hautop Lund氏がユーザーフレンドリーなロボティクスに関して話されていました．容易に運搬することができ，高齢者の下肢トレーニングにおいて効果が証明された“Moto tiles“が紹介されました．従来よりも短時間で認知機能の改善がみられ，今後より多くの体育スポーツ施設や医療介護施設への導入が期待されています．ものづくりにおいて大切な要素や教訓について学びました．
| 発表タイトル ： Toward Life with Partner Robots-Developing robots with the field trial toward the practical use 著者 ： Masanori Sugiyama セッション名 ： Plenary Speech PS-2 Abstruct ： In the near future, robots are expected to be utilized as partners to coexist with people for various social needs. TOYOTA is developing robots aimed to help societies. As a first step, rentals of a rehabilitation robot for walking training at medical institutions have been launched in 2017. Another robot, Human Support Robot, which is aimed for use to support daily living, has been adopted as a standard platform of the domestic environment league at the RoboCup competition since 2017. For the robot development, it is importan to learn deeply about the field which the robot is to be actually used. In this presentation, we will show the scene of the field trial toward the practical use of our robots. Also, we will introduce a humanoid robot which is integrated with advanced technologies that would benefit us in the future. |
この講演では，人々と共存するロボットについて紹介されていました．医療施設において既に歩行を補助するロボットが導入されており，その他にも身の回りのお世話をしてくれるロボットなどが製品化されています．片足立ちで様々なポーズや動きを取ることが可能なヒューマノイドロボットも紹介されました．高齢化や核家族化，寿命の延長に伴う社会的ニーズに応じたロボット開発について，また最新技術や企業が目指す未来について学びました．
| 発表タイトル ： A study on Breathing and Heartbeat Monitoring System during Sleeping using Multi-Piezoelectric Elements 著者 ： Praveen Nuwantha Gunaratne セッション名 ： OS19 Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Applocation Abstruct ： We propose a method to monitor breathing and heartbeat during sleeping using piezoelectric elements. First, the signal acquired from the piezoelectric elements during sleeping is separated into a breathing signal and a heartbeat signal using biomedical signal processing software. A method is then proposed to quantify breathing and heartbeat by applying fuzzy theory to the signals. This proposed method is experimentally demonstrated using the following procedure. In the experiment, two subjects slept for one and a half hours. The data from the piezoelectric elements during sleep were extracted. We compared the true value with the count results from these data using the proposed method. The error rate of the breathing count was 0–13%, and the error rate of the heartbeat count was 0–8.2%. The results were non-uniform, and the error rate depended on the subject. |
この発表では，圧電素子を用いて睡眠中の呼吸と心拍を測定していました．得られた呼吸と心拍情報より無呼吸かどうかの状態推定を行っていました．被験者5人に呼吸をしたり息を止めたりしてもらって計測を行い，無呼吸時に状態が異なることを確認しました．実験では被験者を動かないように固定し計測しており，今後は体動についても検討する予定だそうです．生体情報からどんな状態を推定できるのか，逆にある状態を推定するためにはどんな生体情報を取得すればいいのか，それらはどのように実装されるのか，改めて考える機会になりました．また，それらを考えるためには目的が重要であることも再認識しました．
参考文献
- icarob, http://alife-robotics.co.jp/index.htm
会参加報告書
| 報告者氏名 |
吉岡昂馬 |
| 発表論文タイトル | 心電計測によるドライバ状態検知に基づくドライビングシミュレータの制御 |
| 発表論文英タイトル | Driver-state detection of driving simulator using electrocardiogram measurement |
| 著者 | 吉岡昂馬，日和悟，佐藤健哉，古谷博史，廣安知之 |
| 主催 | ICAROB |
| 講演会名 | ICAROB2019 |
| 会場 | 別府国際イノベーションセンター B-CON PLAZA |
| 開催日程 | 2019/01/10-2019/01/13 |
- 講演会の詳細
2019/01/10から2019/01/13にかけて，別府国際イノベーションセンター B-CON PLAZAにて開催されましたICAROB2019に参加いたしました．このICAROB2019は，ICAROBによって主催された人工生命とロボットに関する国際会議で，コンピュータシミュレーション，ハードウェア設計，および研究者への最先端技術のネットワーク化に関連した人工生命，およびロボット工学，ネットワーキング，複雑さおよび人工生命技術における進歩がいかにして学際的なアプローチに関連するかに関する知見を共有することを目的に開催されています．私は全日程参加いたしました．本研究室からは他に廣安先生，小林さん，中村（清）さん，藤井（聖）さん，大西さん，佐原さんが参加しました．
- 研究発表
- 発表概要
私は11日の午後のセッション「OS8 Computational intelligence and cognitive science for human biosignals and human well-being」に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，10分の講演時間と5分の質疑応答時間となっておりました．
今回の発表は，「Driver-state detection of driving simulator using electrocardiogram measurement」というタイトルで発表いたしました．以下にアブストラクトを記載致します．
| One of the problems when the automatic driving vehicle is realized is grasping the state of the driver required when switching between manual and automatic. In switching, it’s important to detect the awake state and tension state of the driver. In this research, we controlled the driving simulator based on the driver state detection. Electrocardiogram (ECG) measurement was used for driver state detection. Heart rate variability analysis (HRV) is widely known as means for estimating sympathetic and parasympathetic activity. We created a Simulink model to calculate SDNN, RMSSD and LF / HF in real time which are indicators obtained from HRV analysis. Using this model, the state of the driver at driving simulation was detected. We also created a Simulink model that switches between automatic operation and manual operation of simulated vehicles. By applying these models, construction of a system that safely switches between automatic operation and manual operation is expected. |
- 質疑応答
今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容
本研究室の藤井（聖）さんからの質問です．こちらの質問は，「覚醒状態の他にドライバの状態にはどのようなものが含まれるか」というものでした．この質問に対する私の回答では，ラッセルの円環モデルを示し，人の状態には様々な状態がある旨をお伝えしました．
- 感想
初めての国際学会且つ初の学会での口頭発表だったためかなり緊張してしまい，本番ではかなり早口で喋ってしまいました．しかし，練習の成果もあり，思ったよりもスラスラと話せたと思います．しかし，質疑の際に外部の方から質問とコメントを頂けたにもかかわらず，英語が聴き取れず答えられなかったことが悔しかったです．この学会を通して，英語力向上へのモチベーションがかなり上がったと思います．今後は研究を進める上で，英語ではどのように表現するのかという点も頭に置いておきたいと思います。
- 聴講
今回の講演会では，下記の3件の発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： The Actual Car Driving Evaluation System using Combined with Eyeball and Face Angle 著者 ： Keiko Sakurai セッション名 ： OS19:Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstract ： The lack of automobile driving standards of persons with brain dysfunction and the increase of car accidents by the elderly are problems. Therefore, research on gaze estimation necessary for vehicle driving evaluation is rapidly developing. In this paper, we proposed the actual car driving evaluation system which can be evaluated by combining eye movements using eye tracking device (TalkEyeLite) and face movement estimated using template matching. In order to the evaluate our proposal method, we carried out the actual car driving experiments. The subjects were one instructor of the car driving school, and five general drivers. We compare the gaze range of the five general subjects and the instructor. As a result, we confirmed that one male in the 40s and one elderly narrow the gaze range. |
この発表では，ドライビングシミュレータや実車運転時の眼球の動きと頭部の動きを計測していました．自動車教習所の教員１人と一般男性５人を対象に実験が行われ，４０代男性と高齢者一人の視線が狭いことが発見されました．運転者の状態評価や，運転評価システムの開発という点で，自分の研究にも類似点があり，参考になりました．
| 発表タイトル ： Toward Life with Partner Robots-Developing robots with the field trial toward the practical use 著者 ： Masanori Sugiyama セッション名 ： Plenary Speech PS-2 Abstract ： In the near future, robots are expected to be utilized as partners to coexist with people for various social needs. TOYOTA is developing robots aimed to help societies. As a first step, rentals of a rehabilitation robot for walking training at medical institutions have been launched in 2017. Another robot, Human Support Robot, which is aimed for use to support daily living, has been adopted as a standard platform of the domestic environment league at the RoboCup competition since 2017. For the robot development, it is important to learn deeply about the field which the robot is to be actually used. In this presentation, we will show the scene of the field trial toward the practical use of our robots. Also, we will introduce a humanoid robot which is integrated with advanced technologies that would benefit us in the future. |
この発表では，人々と共存しパートナーとして利用されるロボットの開発についての紹介がなされました．特に医療現場で役立つロボット開発が進められており，歩行者訓練用ロボットやベッドサイドで患者の要望に応えるロボットが印象的でした．また，ユーザーの動きに同期させて動くヒューマノイドロボットの開発も行われているようで，自動車の運転にも応用されるのではないかという点で興味を持ちました．
| 発表タイトル ： Development of Cultivate Computational Thinking using Finger Robot 著者 ： Kaito Omata セッション名 ： New development about Control Engineering Education Abstract ： In Japan, students are studying various drawing educations in junior high school technical education, high school industrial education and university engineering education. However, it is very difficult to read the drawing without understanding trigonometry. Moreover, it is also very difficult to draw wish parts. Because of this, there are many research studies, but these are before-after analysis, and none analysis by time-series data. Therefore, this study aims to develop a new quantitative evaluation method of 3D recognition ability. |
この発表では，小学生が簡単にプログラミング言語を扱えるようになること目的としており，特にロボットを用いたプログラミング学習に焦点が当てられていました．Arduinoを用いて５本指の手を再現し，プログラミングによって指を動かすシステムが作られていました．2020年から小学校でプログラミングが必修化されるにあたって，このようなロボットの開発がなされることでプログラミング教育にたいする不安などが軽減するのではないかと思い，興味深かったです．
参考文献
- ICAROB, http://alife-robotics.co.jp/
学会参加報告書
| 報告者氏名 | 小林渓太郎 |
| 発表論文タイトル | 角膜内皮細胞の自動パノラマ画像生成システム |
| 発表論文英タイトル | Automated Panoramic Image Creation System for Corneal Endothelial Cells |
| 著者 | 小林渓太郎, 奥村直毅, 小泉範子, 日和悟, 古谷博史, 廣安知之 |
| 主催 | ICAROB |
| 講演会名 | ICAROB 2019 |
| 会場 | 別府国際コンベンションセンター B-CON PLAZA |
| 開催日程 | 2019/01/11-2019/01/13 |
- 講演会の詳細
2019年1月11日から13日にかけて大分県別府市のB-Con PLAZAにて開催されました，The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics（ICAROB 2019）に参加いたしました．この学会は，International Conference on Artificial Life and Robotics （ICAROB）によって主催され，様々なフィールドでの人工生命とロボット工学とそれらのアプリケーションのための新技術の開発を目的として開催されています．
私は11日に口頭発表いたしました．本研究室からは廣安先生がご参加され，私の他にM2中村さん，M2藤井さん，M1吉岡さん，B4大西さん，B4佐原さんが口頭発表いたしました．
- 研究発表
- 発表概要
私は11日の午前のセッション「Computational intelligence and cognitive science for human biosignals and human well-being」で口頭発表いたしました．発表の形式は12分の講演時間と3分の質疑応答時間でした．今回の発表は，Automated Panoramic Image Creation System for Corneal Endothelial Cellsで，以下に抄録を記載致します．
| In this study, we propose a method for observing the quality of corneal endothelial cells for the entire cornea by capturing panoramic images from motion pictures. Panoramic images were generated by concatenating the focused images extracted from the moving images using the Tenengrad focus evaluation function. These panoramic images were evaluated to confirm the usefulness of this approach. As a result, improvements in the capacity to observe changes in the state of these cells could be observed. |
- 質疑応答
今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
質問者は同研究室のM2の藤井さんで，マイクロスコープの特徴は何か，という質問でした．この質問に対して，細胞境界と細胞領域を鮮明に映すことから細胞状態の観察が容易であることと，動画中では手振れによりぼけを含む場面があることと回答しました．
・質問内容2
質問者は同研究室の廣安知之先生で，専門家にこの結果は共有したのか，という質問でした．この質問に対して，共有していないが共有すれば驚いていただけるだろう，と回答しました．続けて何故驚くのか，という質問でした．この質問に対して，角膜内皮細胞の全体を観察できる広域画像は誰も見たことが無いから，と回答しました．
・質問内容3
質問者は同研究室のM1の吉岡さんで，提案システムの実行時間はどれくらいかかるのか，という質問でした．この質問に対して，30秒の動画で2分ほどかかる，と回答しました．
- 感想
今回の学会は，私にとって2回目の国際学会でした．そのため，前回の去年の国際学会で良かった点はそのままに，悪かった点は反省を活かして発表することを目標にしました．去年では10分であった口頭発表が今年では12分でしたが，規定の発表時間で自分の研究を伝えることができました．また，去年はスムーズに沈黙を作らず回答できた質疑応答は，今年も変わらず元気に受け答えすることができました．しかし，スライドが原稿の様に文字が多かったことは去年と同じ課題となりました．前回と比べて準備を十分に行えなかったことが原因だと考えられます．事前にマイルストーンを設定し，決められた期日までに物事を完了させることが大切だと学びました．次にこのような発表の機会が得られたなら，今回の反省を活かして発表するように改善します．
- 聴講
今回の講演会では，下記の3件の発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： The Actual Car Driving Evaluation System using Combined with Eyeball and Face Angle 著者 ： Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno セッション名 ： OS19 Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstract ：The lack of automobile driving standards of persons with brain dysfunction and the increase of car accidents by the elderly are problems. Therefore, research on gaze estimation necessary for vehicle driving evaluation is rapidly developing. In this paper, we proposed the actual car driving evaluation system which can be evaluated by combining eye movements using eye tracking device (TalkEyeLite) and face movement estimated using template matching. In order to the evaluate our proposal method, we carried out the actual car driving experiments. The subjects were one instructor of the car driving school, and five general drivers. We compare the gaze range of the five general subjects and the instructor. As a result, we confirmed that one male in the 40s and one elderly narrow the gaze range. |
この発表では，アイトラッキング装置（TrackEyeLite）を用いて眼球運動を測定することで実車運転評価を行うシステムの開発についてでした．この発表からTobiiの他にもアイトラッキング装置があるという知見を得られました．また，TrackEyeLiteは眼鏡のような装置であるため，Tobiiと比べて良い点もあるのではないかと感じられました．
| 発表タイトル ： A Study on Speaker Identification Approach by Feature Matching Algorithm using Pitch and Mel Frequency Cepstral Coefficients 著者 ： Barlian Henryranu Prasetio, Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno セッション名 ： OS19 Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstract ： In this paper, we grouping the words based on the speaker in a sequence of speech in a conversation. There are two speakers in each conversation. The first speech assumed spoken by speaker-1. In recognizing the speakers, we use pitch detection and Mel Frequency Cepstral Coefficients feature extraction with 13 filters. Furthermore, we examine the distance of the second speech vector with the first speech vector using the Feature matching algorithm. Previously, we had experimented on each speaker to find out the mean and variance of the Feature matching. Based on the experimental results, the variance of Euclidean, Mahalanobis and Mahattan Distance are 0.0015, 0.00064, 0.0012. Hence, if the Feature matching value deviates is not more than variance value then the speech is assume spoken by speaker-1. Otherwise, the speech assume spoken by speaker-2. |
この発表は，声によるストレスと感情とその関係状態の分析と診断に使用できるシステムの提案についてでした．この実験では，ヘリコプター操縦者間の会話データを用いていたため，なぜこのデータセットを用いているのかと質問したところ，話者のストレス状態を推定するためだと回答いただきました．また，この研究では実験でどの人がしゃべっているかを特定しておらず、被験者間を比較しているため被験者間距離などから推測して判断出来るようでした．
| 発表タイトル ： A Study on Breathing and Heartbeat Monitoring System during Sleeping using Multi-Piezoelectric Elements 著者 ： Praveen Nuwantha Gunaratne, Chika Yoshida, Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno セッション名 ： OS19 Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstract ： P We propose a method to monitor breathing and heartbeat during sleeping using piezoelectric elements. First, the signal acquired from the piezoelectric elements during sleeping is separated into a breathing signal and a heartbeat signal using biomedical signal processing software. A method is then proposed to quantify breathing and heartbeat by applying fuzzy theory to the signals. This proposed method is experimentally demonstrated using the following procedure. In the experiment, two subjects slept for one and a half hours. The data from the piezoelectric elements during sleep were extracted. We compared the true value with the count results from these data using the proposed method. The error rate of the breathing count was 0–13%, and the error rate of the heartbeat count was 0–8.2%. The results were non-uniform, and the error rate depended on the subject. |
この発表は，睡眠中のヒトが無呼吸であるかそうでないかを推定するシステムの提案についてでした．この実験ではベッドに貼った圧電センサーを用いて呼吸をしている状態としていない状態を測定していました．私は，睡眠中のヒトは寝返りなど動く場合があると思うが，それについてはどう考えているかを質問したところ，それは今後の課題であり，今回は状態の推定が行えるかどうかの実験であると回答いただきました．圧電センサーで無呼吸であるかどうか推定できるのであれば，他の様々な状態を推定できるのではないかと感じられました．
参考文献
- ICAROB2018 http://alife-robotics.co.jp/index.htm
- Proceedings of The 2019 International Conference on ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS
http://alife-robotics.co.jp/ICAROB2019_12_27_10_35.pdf
学会参加報告書
| 報告者氏名 |
中村清志郎 |
| 発表論文タイトル | 自動車運転時の脳活動計測とその課題の発見 |
| 発表論文英タイトル | Measurement of brain activity and problem discovery during actual driving |
| 著者 | Seishiro Nakamura, Satoru Hiwa, Kenya Sato, Hiroshi Furutani, Tomoyuki Hiroyasu |
| 主催 | ICAROB |
| 講演会名 | ICAROB 2019 |
| 会場 | 別府国際コンベンションセンター (大分県別府市山の手町12番1号) |
| 開催日程 | 2019/1/11–13 |
- 講演会の詳細
2019/1/11–13に別府国際コンベンションセンター(大分県別府市山の手町12番1号)にて開催されましたICAROB 2019（http://alife-robotics.org/）に参加いたしました．この学会は，コンピューターシミュレーション，ハードウェア設計，および最先端技術のネットワーク化に関連した，ロボット工学，ネットワーキングおよび人工生命に関する最新技術の開発を研究者に提供する学会です．ロボット工学，ネットワーキング，人工知能，バーチャルリアリティ，コンピュータサイエンスなどの分野への様々なアプローチに関連する複雑さと人工生命技術は，エキサイティングな新しい研究と応用のための基礎を作り出しています．
私は全ての日程に参加いたしました．本研究室からは私以外に廣安先生，M2の小林さん，藤井さん，M1の吉岡さん，B4の大西さん，佐原さんが参加し，口頭発表を行いました．
- 研究発表
- 発表概要
私は1日目の1/11 9:30~10:15, 14:30~15:30のオーガナイズドセッション “Computational intelligence and cognitive science for human biosignals and human well- being “に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で，15分の発表となっておりました．
今回の発表は，自動車運転時の脳活動計測とその課題について発表しました．以下に抄録を記載致します．
| In this study, we focused on a system that provides driving support based on a driver’s biological parameters. Brain function is one such biological parameter and functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) was used to measure brain function. fNIRS is less susceptible to body movements and easier to measure than electroencephalography. In order to compare brain activities during actual vehicle operation and simulated operation, a task performed using a simple course was prepared. In order to quantify the change in cerebral blood flow obtained from each channel, the fractional amplitude low-frequency fluctuations (fALFF), which is an index of local spontaneous brain activity, was calculated. Furthermore, it was z transformed (zfALFF) to allow comparisons between subjects. In addition, to confirm the relationship between driving performance and brain activity, we compared the time series data for driving performance and cerebral blood flow change obtained from each channel. The measurement of brain activity during actual vehicle driving was performed and the results were analyzed. In addition, discussions of the findings and future directions are also included. |
- 質疑応答
今回の講演発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
当研究室の藤井さんから質問をいただきました．この研究はどのような運転支援システムを目指して行われているのかというものでした．交通事故を減らすことのほかに，運転者が思い描いているように車をコントロールできる環境を作り出すことを目的としていることを回答しました．
・質問内容2
座長である廣安先生から質問をいただきました．その時には答えられませんでしたが，今後の研究の方向性を問うものでした．運転者の体動を除去することを目的として，それは達成できたので，今後は脳機能を計測しながら多くの情報との関連性を見つけ出し，脳機能を計測することなく脳の状態を示していきたいという考えはありました．
- 感想
本学会に参加するにあたって，実験機器の故障や，実験結果が思うように出なかったこともあり，とても準備に時間がかかってしまい，発表直前までスライドを作成していました．その結果，発表をする準備はできましたが，聞き取るスキルがない状態でした．そのため，多くの質問が来ましたが，どのような質問がされているのかはわかっても，返答ができないことが多くありました．そのため，今後は研究だけでなく英語の勉強にも力を入れていきたいと思いました．また，簡潔で分かりやすく，深い発表ができるように精進していく必要があると感じました．
- 聴講
今回の講演会では，下記の発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： Engineering Modular Playware 著者 ： Henrik Hautop Lund, Morten Roed Frederiksen, Massimiliano Leggieri セッション名 ： IS1-1 Abstract ：In this paper, we describe the engineering of modular playware. The modularity of constructing playware systems out of modules may allow the system to be easily transported to be used anywhere, to easily build different bodies and brains, and to allow people to construct and combine the modules to become creative. Hence, the modularity helps fulfilling the Playware ABC. We exemplify the engineering challenges of the hardware, software and communication design of modules through the development of handheld modules for playful rehabilitation. The handheld modules allow for a fun and motivational training of upper extremities, and can be viewed as an extension to the Moto Tiles for lower extremity training, which have proved to be a highly successful playware for prevention and rehabilitation among seniors. The paper outlines the engineering challenges and proposed solutions to make such modular playware for playful upper extremity training. |
実際にトレーニングや遊び等にフィードバックをしてくれるような仕組みを作り，そのシステムを実装した例を示したような発表でした．この発表を聞いたところ，本研究科で実施されているプロジェクト科目に似ているものを感じました．新しいものを作り出すことに対して面白さを感じつつも難しさも感じられました．
| 発表タイトル ： User-Friendly Robotics 著者 ： Luigi Pagliarini, Henrik Hautop Lund セッション名 ： IS1-2 Abstract ：In this paper we present the trajectory of decades of research in AI and Robotics by highlight the continuity of our method that has always taken into consideration the common user’s point of view as a priority. We call such an approach User-Friendly Robotics, and we hereby unravel it by describing our path step-by-step, to see on one side its evolution and on the other its methodological continuity. Therefore, starting from the earliest AI-based application we slowly move-up towards the first Robotics ones to finally describe the last results of our research. We discuss how this User-Friendly Robotics approach leads to solutions that fit particular purposes in society and lead to useful user interaction with technological developments. |
ロボット工学におけるユーザーフレンドリーについて考えたという発表でした．レゴを用いたロボットの作成やそれによる協議が行われたことについての発表もありました．これらの内容から，レゴの汎用性やロボットのユーザーフレンドリーが高められているように感じられました．
| 発表タイトル ： The Actual Car Driving Evaluation System using Combined with Eyeball and Face Angle 著者 ： Keiko Sakurai, Hiroki Tamura, Koichi Tanno, Yukio Hattori セッション名 ： Advanced Technology on Sensing Technology, Devices, Application Abstract ： The lack of automobile driving standards of persons with brain dysfunction and the increase of car accidents by the elderly are problems. Therefore, research on gaze estimation necessary for vehicle driving evaluation is rapidly developing. In this paper, we proposed the actual car driving evaluation system which can be evaluated by combining eye movements using eye tracking device (TalkEyeLite) and face movement estimated using template matching. In order to the evaluate our proposal method, we carried out the actual car driving experiments. The subjects were one instructor of the car driving school, and five general drivers. We compare the gaze range of the five general subjects and the instructor. As a result, we confirmed that one male in the 40s and one elderly narrow the gaze range. |
運転者の生体情報を眼球運動から取得するためにそのメソッドを示したような発表であった．実験設計も実際に自動車教習所のコースを用いており，非常にリアリティのある研究であると感じられた．また，被験者も自動車教習所の教官と一般的なドライバの比較が行われており，我々の研究の参考にもなったと思います．
参考文献
ICAROB 2019 timetable
（http://alife-robotics.co.jp/ICAROB2019_12_27_10_35.pdf）
学会参加報告書
| 報告者氏名 |
藤井聖香 |
| 発表論文タイトル | よい瞑想状態へと導く瞑想実践支援システムの構築: fNIRS研究 |
| 発表論文英タイトル | Construction of a meditation practice support system leads to a good meditation state: an fNIRS study |
| 著者 | Seika Fujii, Satoru Hiwa, Hiroshi Furutani, Tomoyuki Hiroyasu |
| 主催 | The International Conference on Artificial Life and Robotics |
| 講演会名 | The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics |
| 会場 | 別府国際コンベンションセンター／ビーコンプラザ |
| 開催日程 | 2019/01/11-13 |
- 講演会の詳細
2019/01/11から01/13にかけて，大分県別府市のビーコンプラザにて開催されましたThe 2019 International Conference on Artificial Life and Roboticsに参加いたしました．こちらの学会は，The 2019 International Conference on Artificial Life and Roboticsによって主催された国際会議で，学生や大学教授，企業が参加しておりました．コンピューターシミュレーション、ハードウェア設計、および最先端技術のネットワーク化に関連した、ロボット工学、ネットワーキングおよび人工生命に関する最新技術の開発を研究者に提供することを目的とした学会です．
本研究室からは他にM2の中村清志郎くん，小林くん，M1の吉岡くん，B4の大西さん，佐原さんが参加されました．
- 研究発表
- 発表概要
私は11日の午前のセッション”Computational intelligence and cognitive science for human biosignals and human well-being”に参加いたしました．発表の形式は口頭発表で質疑応答を含めて15分間の発表でした．
今回の発表は「Construction of a meditation practice support system leads to a good meditation state: an fNIRS study」という題で発表いたしました．以下に抄録を記載致します．
| Meditation is one of methods to realize a state of mindfulness. It is expected that concentration and work efficiency improve by continuation of meditation. However, when novices practice meditation, they are difficult to judge better conditions. Therefore, in this research, a system for supporting novice’s meditation practice is constructed. In the proposed system, quantitation and feedback of the meditation state based on the brain function information are performed. Brain activity during meditation is measured by using functional near‒infrared spectroscopy. Brain activity can be measured by this method in the condition close to everyday. The objective brain state during meditation is defined based on the previous research. The measured brain state is compared this objective state and the similarity is calculated. Then, the state is judged on the basis of the similarity, and feedback is given when approaching objective state. In this paper, the effectiveness of the constructed system was examined. |
- 質疑応答
今回の発表では，以下のような質疑を受けました．
・質問内容1
同行したの佐原さんからの質問でした．質問は「Why are subjects one by one?」という質問をいただきました．この質問に対してはフィードバックによる効果としてパフォーマンスを計測するためには2群必要であるためと回答いたしました．
・質問内容2
同行した小林くんからの質問でした．質問は，「Why did you use those two tasks in the attentional task?」という質問でした．質問は聞き取れたため，答えとして，直前より高いという条件だけだと全体的に見たときに低い可能性があるため，2つにした回答しました．しかし，英語での文を組み立てることが出来ず，正しい英文になっていませんでした．
- 感想
この学会は初めての参加，かつ英語での口頭発表は初めてであったため準備に苦労しました．ポスターと異なり，流れのある発表が重要なため，スライド作りには苦戦しました．日本語であれば，スライドを見ればおおよそ話をすることができいますが，英語ではそうはいかないため，スライドに載せる情報量を考えることが難しいと感じました．発表自体は，前日の練習のおかげもあって，比較的スラスラ英語を話すことが出来ました．一方，質問に対して，答えられた質問もありましたが，聞き取れたにもかかわらず答えの英語を組み立てることが出来ずうまく答えられなかった質問もありました．自分の英語に対する今の課題がはっきりとわかった学会でした．
- 聴講
今回の講演会では，下記3件の発表を聴講しました．
| 発表タイトル ： Engineering Modular Playware 著者 ： Henrik Hautop Lund セッション名 ： Invited Session Abstract ： In this paper, we describe the engineering of modular playware. The modularity of constructing playware systems out of modules may allow the system to be easily transported to be used anywhere, to easily build different bodies and brains, and to allow people to construct and combine the modules to become creative. Hence, the modularity helps fulfilling the Playware ABC. We exemplify the engineering challenges of the hardware, software and communication design of modules through the development of handheld modules for playful rehabilitation. The handheld modules allow for a fun and motivational training of upper extremities, and can be viewed as an extension to the Moto Tiles for lower extremity training, which have proved to be a highly successful playware for prevention and rehabilitation among seniors. The paper outlines the engineering challenges and proposed solutions to make such modular playware for playful upper extremity training. |
この講演では，Well-beingを目指しているような研究であると感じました．身体を動かしながら脳も働かせるような製品を作ったという講演でした．実際にMoto tilesと呼ばれる製品は日本でも販売されており，ご老人向けに光ったところを踏むと音が鳴る仕組みでそれを繰り返すと一つの曲になっていました．健康寿命を伸ばすことが重要な現代において，すばらしい開発だと思いました．
| 発表タイトル ： User-Friendly Robotics 著者 ： Luigi Pagkuarini セッション名 ： 招待講演 Abstract ： In this paper we present the trajectory of decades of research in AI and Robotics by highlight the continuity of our method that has always taken into consideration the common user’s point of view as a priority. We call such an approach User-Friendly Robotics, and we hereby unravel it by describing our path step-by-step, to see on one side its evolution and on the other its methodological continuity. Therefore, starting from the earliest AI-based application we slowly move-up towards the first Robotics ones to finally describe the last results of our research. We discuss how this User-Friendly Robotics approach leads to solutions that fit particular purposes in society and lead to useful user interaction with technological developments. |
こちらの講演では，ロボットが介護などの場面で活用されるようになったときにいかにユーザーフレンドリーなロボットが開発できるか，というお話でした．見た目がロボットである以上，なかなかフレンドリーなロボットというのは難しいと感じました．この講演者はLEGOにも精通しており，LEGOの世界ロボット大会でも優勝？するなど世界のロボット界では著名な方のようでした．普段，ロボット関係のお話を聞く機会がないので，とても面白く聞くことができました．
| 発表タイトル ： Toward Life with Partner Robots-Developing robots with the field trial toward the practical use 著者 ： Masanori Sugiyama セッション名 ： Plenary Speech Abstract ：In the near future, robots are expected to be utilized as partners to coexist with people for various social needs. TOYOTA is developing robots aimed to help societies. As a first step, rentals of a rehabilitation robot for walking training at medical institutions have been launched in 2017. Another robot, Human Support Robot, which is aimed for use to support daily living, has been adopted as a standard platform of the domestic environment league at the RoboCup competition since 2017. For the robot development, it is important to learn deeply about the field which the robot is to be actually used. In this presentation, we will show the scene of the field trial toward the practical use of our robots. Also, we will introduce a humanoid robot which is integrated with advanced technologies that would benefit us in the future. |
TOYOTAの杉山さんは常任理事を務めるなど，上の立場の方のお話を聞くことが出来とても光栄でした（代理とはいえ）．驚いたのはTOYOTAが介護向けのロボットを作っていたという点です．車だけと思っていましたが，実際に臨床現場にも導入されているなど開発がかなり進んでいるようでした．実際に冷蔵庫のものをとったり，つかんだりと介護などの点においてはとても有用性を感じました．
参考文献
- The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics, http://alife-robotics.org/