竜太のテクニカルメモ

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問題提起~ブレインマシンインターフェイスのファイナルアンサーは本当に脳波キャップなのか?~

竜太です.

今回は本質的にインターフェイスが一向に進化しないブレインマシンインターフェイスについてその問題点を吟味します.

ブレインマシンインターフェイス

ja.wikipedia.org

ブレインマシンインターフェイスとは脳の情報を脳波などで読み取り,そこから機械を操作したり,逆に脳にデータとしてフィードバックする装置を指します. 究極的には考えるだけでどんな装置でも操作できるようになるため,大変便利な装置になることが分かります.

侵襲型と非侵襲型

こんなブレインマシンインターフェイスには侵襲型と非侵襲型があります. 侵襲型とは脳自体に針や電極を埋め込むなど外科手術をして脳からデータをとる方式で,一般に被験者の身体的負担は大きいものの高精度のデータが得られる傾向があります. 一方,非侵襲型はfMRIなどを用いた大掛かりだが比較的高精度なものと,頭に電極を張り付けて脳波をとる脳波キャップの二つに大別されます. 最も手軽でコストもかからないのが,この脳波キャップになります.

選択肢がない

実は被験者の身体的負担の少ない非侵襲型でポータブルな方式は事実上この脳波キャップしか選択肢がないのが実情です. この事実は従来のブレインマシンインターフェイスを大幅に機能制限をするものです. 体に傷をつけない方式では,高性能なのは据え置き型のブレインマシンインターフェイスしかなく, 可動式になると,脳波をとるために電極にクリームを塗って所定の位置に電極を張らなくてはなりませんでした. これではあまり手軽ではなく,家庭で使用するには不便です. 従来はこれを解決するテクノロジーが存在しませんでした. 幾らディープラーニングが進化してもこれではインターフェイスの面で全く古臭くてとても使い物にはなりません.

コンデンサーアレイが使えるじゃないか!

髪をそったり,電極を張り付けたりしないでもっと手軽に脳の状態を知る方法はないか? と考えたとき,一つの方法が浮かび上がりました. それは,頭の表面の電位をコンデンサーアレイという大量のコンデンサーを並べたシートで取得するというものです. このコンデンサーアレイの高性能なものは最低1億円はしますが,それだけかけさえすれば,ほぼ脳波と同様のものが, コンデンサーにたまった電荷として取得できます. コンデンサーは原則的に直流を通さず交流を通す電子部品です. これは一般に低周波は通しにくく高周波を通しやすいことを意味します. このためコンデンサーアレイは一般に静電容量を調節することによって狙った周波数の脳波を通すことができるのです. これがコンデンサーアレイのブレインマシンインターフェイス用の脳波センサーになります. これにより,頭に電極を張ることなく,ただ帽子をかぶるだけの脳波センサーが作れることが分かりました.

ブレインマシンインターフェイスは最も有望な分野

考えるだけでメールを送信したり, 考えるだけでテレビのチャンネルを変えたり, 考えるだけでエアコンを付けたりできたら便利だとは思えませんか? これらは従来のBMIでは手軽に実現できませんでした. そのため,ブレインマシンインターフェイスは非常に有望な分野にも関わらずその多くが失敗に終わってきました. 最近だとFacebook社がブレインマシンインターフェイスの計画の一部の早期実現を断念したとのニュースが入ってきています. しかし,このコンデンサーアレイを用いた方式を採用すればこれらの計画がみな早期に実現できるのです. BMIの技術的突破口,ブレークスルー技術が生まれたといってよいでしょう.

この技術を実現してみたいという方を募集します. マイクロソフトさん,如何ですか?

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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