JP2023048016A - Sensation transmission system and method for transmitting sensation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感覚伝達システム及び感覚伝達方法に関する。 The present invention relates to a sensory transmission system and a sensory transmission method.
近年、機能的磁気共鳴法、近赤外分光法等のように脳内活性化情報を無侵襲に計測する技術が発達し、脳と外部のインターフェースであるブレインマシンインターフェースの技術が現実的となりつつある。このような技術を用いた例として、就寝する被験者の脳内活性化情報を検出して被験者の睡眠状態を判定し、被験者がレム睡眠状態にあると判定される場合に当該被験者に夢誘発刺激を付与する構成について開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, technologies such as functional magnetic resonance, near-infrared spectroscopy, etc., have been developed to non-invasively measure activation information in the brain, and brain-machine interface technology, which is the interface between the brain and the outside world, is becoming a reality. be. As an example of using such a technique, the brain activation information of a sleeping subject is detected to determine the sleep state of the subject. (see, for example, Patent Document 1).
被験者の脳の活動状態と計測される脳内活性化情報との対応関係については、被験者の個性、計測時における被験者の取り巻く環境等により異なる。例えば、特許文献1に記載の技術では、夢誘発刺激を付与した場合にどのような夢を見るかは被験者ごと又は刺激を付与するタイミング等により異なり、夢の内容自体をコントロールすることは困難である。これに対して、被験者の脳内活性化情報に基づいて脳活動状態を判断又は制御する場合に、個人差又は被験者の取り巻く環境の差等の要因を考慮した技術が求められる。
The correspondence relationship between the activity state of the subject's brain and the measured brain activation information varies depending on the individuality of the subject, the environment surrounding the subject at the time of measurement, and the like. For example, in the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被験者ごとの個人差又は被験者の取り巻く環境の差が存在する場合において、被験者同士の間で感覚を適切に伝達することが可能な感覚伝達システム及び感覚伝達方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a sensory transmission system capable of appropriately transmitting sensations between subjects when there are individual differences between subjects or differences in the environment surrounding the subjects. and to provide a sensory transmission method.
本発明に係る感覚伝達システムは、第1被験者が知覚した場合における前記第1被験者の脳内活性化情報を検出する第1装置と、検出された前記第1被験者の脳内活性化情報に基づいて前記知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した前記基準感覚情報に基づいて前記第1被験者とは異なる第2被験者についての前記基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する推定装置と、推定された前記対応感覚情報を想起するように前記第2被験者に刺激を与える第2装置とを備える。 A sensory transmission system according to the present invention includes a first device for detecting brain activation information of the first subject when perceived by the first subject, and based on the detected brain activation information of the first subject. and estimating reference sensory information, which is sensory information recollected for the perception, and sensory information corresponding to the reference sensory information for a second subject different from the first subject based on the estimated reference sensory information. and a second device for stimulating the second subject so as to recall the estimated corresponding sensory information.
本発明に係る感覚伝達方法は、第1被験者が知覚した場合における前記第1被験者の脳内活性化情報を検出することと、検出された前記第1被験者の脳内活性化情報に基づいて前記知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した前記基準感覚情報に基づいて前記第1被験者とは異なる第2被験者についての前記基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定することと、推定された前記対応感覚情報を想起するように前記第2被験者に刺激を与えることとを含む。 The sensory transmission method according to the present invention includes detecting brain activation information of the first subject when sensed by the first subject, and based on the detected brain activation information of the first subject. Reference sensory information that is sensory information recollected for perception is estimated, and sensory information corresponding to the reference sensory information for a second subject different from the first subject based on the estimated reference sensory information. estimating corresponding sensory information; and stimulating the second subject to recall the estimated corresponding sensory information.
本発明によれば、被験者ごとの個人差又は被験者の取り巻く環境の差が存在する場合において、被験者同士の間で感覚を適切に伝達することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to appropriately transmit sensations between subjects when there are individual differences between subjects or differences in the environment surrounding the subjects.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, components in the following embodiments include components that can be easily replaced by those skilled in the art, or components that are substantially the same.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る感覚伝達システム100の一例を示す模式図である。図2は、感覚伝達システム100の一例を示す機能ブロック図である。図1及び図2に示すように、感覚伝達システム100は、第1装置10と、推定装置20と、第2装置30とを備える。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a
第1装置10は、第1被験者R1が知覚した場合における当該第1被験者R1の脳内活性化情報を検出する。第1装置10は、検出部11と、通信部12と、処理部13と、刺激付与部14と、記憶部15とを有する。
The
検出部11は、脳内活性化情報を検出する。脳内活性化情報としては、例えば被験者の脳血流に含まれる酸化ヘモグロビン濃度、脱酸化ヘモグロビン濃度、総ヘモグロビン濃度等が挙げられる。検出部11としては、例えばfMRI(functional Magnetic Resonance Imaging:機能的磁気共鳴画像法)、fNIRS(functional Near-Infrared Spectroscopy:機能的近赤外分光分析法)等の原理に基づいて計測を行う計測装置、侵襲式の電極を用いた計測装置、脳の血管の中にマイクロマシンを配置して当該マイクロマシンにより計測を行う計測装置等を用いることができる。なお、検出部11は、上記装置に限定されず、他の種類の装置が用いられてもよい。脳内活性化情報は、例えば第1被験者R1の脳を数ミリ以下のボクセルで構成される三次元マトリクスにより区画した場合において、ボクセルごとの活性度の大きさとして示すことができる。
The
通信部12は、有線通信又は無線通信を行うインターフェースである。通信部12は、検出部11により検出された脳内活性化情報を推定装置20に送信する。通信部12は、外部装置とIEEE802.11の規格に従った、いわゆる無線LANで通信するためのインターフェースを含む。通信部12は、処理部22などによる制御で外部装置との通信を実現してもよい。なお、通信方式は無線LANに限定されるものではなく、例えば赤外線通信方式、Bluewtooth(登録商標)通信方式、WirelessUSB等の無線通信方式などを含むことができる。さらには、USBケーブルやHDMI(登録商標)、IEEE1394、Ethernetなど、有線接続を採用してもよい。
The
処理部13、刺激付与部14及び記憶部15については、後述する。第1実施形態においては、処理部13、刺激付与部14、記憶部15については、設けられなくてもよい。
The
推定装置20は、通信部21と、処理部22と、記憶部23と、を有する。通信部21は、有線通信又は無線通信を行うインターフェースである。通信部21は、例えば第1装置10から送信される脳内活性化情報を受信する。通信部21は、例えば処理部22により推定される後述の対応感覚情報を第2装置30に送信する。なお、通信部21は、上述した通信部12と同様の構成であってもよい。
The
処理部22は、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置と、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)等の記憶装置を有する。処理部22は、以下に説明する推定処理を含めた各種の処理を行う。
The
記憶部23は、各種情報を記憶する。記憶部23は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等のストレージを有している。なお、記憶部23として、リムーバブルディスク等の外部記憶媒体が用いられてもよい。
The
処理部22は、検出された第1被験者R1の脳内活性化情報に基づいて第1被験者R1が知覚に対して想起した感覚についての感覚情報(基準感覚情報)を推定する。感覚情報は、例えば視覚、聴覚、触覚、味覚及び嗅覚のいわゆる五感のうちの少なくとも1つの感覚に関する情報であってもよいし、平衡感覚や、上記以外の体性感覚等であってもよい。具体的には、感覚情報が視覚に関する情報である場合に、感覚情報は、第1被験者R1が知覚した画像データであるが、これに限定されず、画像データそのものではなくその画像データに対してサンプリングをした画像データ、あるいははその画像データにフィルター処理を施した画像データであってもよい。さらには、感覚情報が視覚に関する情報である場合には、第1被験者R1の眼球に入る光に関する情報であってもよい。この場合、例えば、光センサを備えたコンタクトレンズにより光に関する情報を取得してもよい。または、人工網膜を活用して光に関する情報を取得してもよい。具体的には人工網膜に設けられたCCDセンサの光に関する情報を用いればよい。また、感覚情報が聴覚に関する情報である場合に、感覚情報は、第1被験者R1が知覚した音声信号データであればよい。また、感覚情報が味覚に関する情報である場合に、感覚情報は、第1被験者R1が知覚した味覚を再現する複数の化学物質の指標を示すデータであればよい。また、感覚情報が触覚に関する情報である場合に、感覚情報は、第1被験者R1の身体全体表面を平面に展開し、その展開図のどの部分に刺激が、どの程度、起きたかを示すデータであればよい。なおこれらの感覚情報は一例であり、これらに限定されない。第1被験者R1について、どのような感覚情報を想起した場合にどのような脳内活性化情報となっているかについては、予め実験を行うことにより対応関係を求めておくことができる。例えば、第1被験者R1から検出された脳内活性化情報と、当該脳内活性化情報に対応する感覚情報とを対応付けて1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第1学習モデルを生成することができる。第1学習モデルは、例えば記憶部23に記憶させておくことができる。
The
また、処理部22は、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1とは異なる第2被験者R2についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する。なお、対応感覚情報の具体例は感覚情報の具体例に相当してもよい。第2被験者R2は、第1被験者R1の感覚を伝達する伝達先となる被験者である。基準感覚情報と対応感覚情報との関係については、予め実験を行うことで対応付けを行うことができる。例えば第1被験者R1と第2被験者R2との間で対応する感覚情報を1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第2学習モデルを生成することができる。第2学習モデルは、例えば記憶部23に記憶させておくことができる。
In addition, the
第2装置30は、推定された対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与える。第2装置30は、検出部31と、通信部32と、処理部33と、刺激付与部34と、記憶部35とを有する。
The
検出部31については、後述する。第1実施形態において、検出部31は、設けられなくてもよい。
The
通信部32は、有線通信又は無線通信を行うインターフェースである。通信部32は、推定装置20から送信される対応感覚情報を受信する。また、通信部32は、検出部31により検出された脳内活性化情報を推定装置20に送信する。なお、通信部32は、上述した通信部12と同様の構成であってもよい。
The
刺激付与部34は、第2被験者R2の脳の対象部位に電磁波信号を照射して対象部位を活性化させることで、第2被験者R2に刺激を与える。この場合、第2被験者R2の脳を、例えば数ミリ以下のボクセルで構成される三次元マトリクスにより区画し、ボクセルごとに電磁波を照射する。刺激付与部34は、三次元マトリクスのどのボクセルに対してどの程度の強度の電磁波を照射するかを示す刺激像情報に基づいて電磁波を照射することができる。刺激像情報の三次元マトリクスにおけるボクセルは、例えば脳内活性化情報の三次元マトリクスにおけるボクセルとの間で寸法及び位置等が対応していてもよい。第2被験者R2の脳のうちどのボクセルにどの程度の強度の電磁波を照射すれば、どのような感覚情報が想起されるかについては、予め実験を行うことにより対応関係を求めておくことができる。例えば、第2被験者R2に対する刺激像情報と、当該刺激像情報に基づいて電磁波を照射した場合に第2被験者R2が想起する感覚情報とを対応付けて1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第3学習モデルを生成することができる。第3学習モデルは、例えば第2装置30の記憶部35に記憶させておくことができる。処理部33は、通信部32で受信した対応感覚情報と、第3学習モデルとに基づいて、受信した対応感覚情報に対応する刺激像情報を算出することができる。
The
上記した第1学習モデル、第2学習モデル及び第3学習モデルは、例えばVGG16で表されるニューラルネットワーク(畳み込みニューラルネットワーク)を用いて生成することができる。図3は、ニューラルネットワークの一例を示す図である。図3の上段に示すように、ニューラルネットワークNWは、13層の畳み込み層S1と、5層のプーリング層S2と、3層の全結合層S3とを有する。ニューラルネットワークは、入力される情報を畳み込み層S1及びプーリング層S2で順に処理し、処理結果が全結合層S3で結合されて出力される。 The above-described first learning model, second learning model and third learning model can be generated using a neural network (convolutional neural network) represented by VGG16, for example. FIG. 3 is a diagram showing an example of a neural network. As shown in the upper part of FIG. 3, the neural network NW has 13 convolutional layers S1, 5 pooling layers S2, and 3 fully connected layers S3. The neural network sequentially processes input information in a convolutional layer S1 and a pooling layer S2, and the processed results are combined in a fully connected layer S3 and output.
第1学習モデル、第2学習モデル及び第3学習モデルを生成する際、図3の中段に示すように、それぞれ対応する情報(I1,I2)を含む学習データセットをニューラルネットワークNWに入力し、学習データセットの相関関係を深層学習等の機械学習により学習する。つまり、学習によりニューラルネットワークNWを最適化して学習モデルを生成する。例えば、それぞれの学習データセットを構成する情報のうち一方の情報が入力された場合に一方の情報を求める問題を解くように学習する。 When generating the first learning model, the second learning model, and the third learning model, as shown in the middle part of FIG. Learn the correlation of the learning data set by machine learning such as deep learning. That is, the learning model is generated by optimizing the neural network NW through learning. For example, when one of the information constituting each learning data set is input, learning is performed so as to solve a problem for obtaining one of the information.
第1学習モデル、第2学習モデル及び第3学習モデルを用いて推論を行う際、図3の下段に示すように、それぞれ学習データセットを構成する2つの情報のうち一方の情報I1をニューラルネットワークNWに入力する。第1学習モデル、第2学習モデル及び第3学習モデルからは、学習データセットを構成する情報の相関関係の学習結果に基づいて、入力された一方の情報I1に対応する他方の情報I2が出力される。なお、本実施形態では、VGG16で表される畳み込みニューラルネットワークを用いて学習モデルを生成する例を説明しているが、これに限定されず、他の種類のニューラルネットワークを用いて学習モデルを生成してもよい。 When inference is performed using the first learning model, the second learning model, and the third learning model, as shown in the lower part of FIG. Input to NW. From the first learning model, the second learning model, and the third learning model, the other information I2 corresponding to the input information I1 is output based on the learning result of the correlation of the information constituting the learning data set. be done. In this embodiment, an example in which a learning model is generated using a convolutional neural network represented by VGG16 is described, but the present invention is not limited to this, and a learning model is generated using another type of neural network. You may
次に、上記のように構成された感覚伝達システム100を用いた感覚伝達方法について説明する。図4は、感覚伝達システム100の動作の一例を模式的に示す図である。図4に示すように、第1被験者R1が基準感覚情報を想起するように知覚させる。以下、第1被験者R1が猫の顔を視覚的に知覚して視覚情報として想起する場合を例に挙げて説明する。
Next, a sensation transmission method using the
図4の上段に示すように、検出部11は、猫の顔を知覚して感覚情報41を想起する第1被験者R1の脳内活性化情報42を検出する。通信部12は、検出部11で検出された脳内活性化情報42を推定装置20に送信する。
As shown in the upper part of FIG. 4, the
推定装置20において、通信部21は、第1装置10から送信された脳内活性化情報42を受信する。処理部22は、受信した脳内活性化情報42に基づいて、基準感覚情報43を推定する。この場合、処理部22は、第1被験者R1の脳内活性化情報42を第1学習モデルに入力する。第1学習モデルからは、脳内活性化情報42と基準感覚情報43との相関関係の学習結果に基づいて、入力した脳内活性化情報42に対応する基準感覚情報43が出力される。処理部22は、出力された基準感覚情報43を推定結果として取得する。
In the
処理部22は、推定した基準感覚情報43に基づいて第2被験者R2についての当該基準感覚情報43と対応する対応感覚情報44を推定する。この場合、処理部22は、取得した基準感覚情報43を第2学習モデルに入力する。第2学習モデルからは、基準感覚情報43と対応感覚情報44との相関関係の学習結果に基づいて、入力した基準感覚情報43に対応する対応感覚情報44が出力される。処理部22は、出力された対応感覚情報44を推定結果として取得する。通信部21は、取得した対応感覚情報44を第2装置30に送信する。
Based on the estimated
第2装置30において、通信部32は、推定装置20から送信された対応感覚情報44を受信する。処理部33は、受信した対応感覚情報44を、記憶部35に記憶される第3学習モデルに入力する。第3学習モデルからは、対応感覚情報44と刺激像情報との相関関係の学習結果に基づいて、入力した対応感覚情報44に対応する刺激像情報45が出力される。刺激付与部34は、出力された刺激像情報45に基づいて第2被験者R2の脳に電磁波を照射することで第2被験者R2に刺激を与える。この結果、刺激付与部34により刺激が与えられた第2被験者R2は、刺激像情報45に対応する対応感覚情報46を想起する。つまり、第2被験者R2は、猫の顔の視覚情報を対応感覚情報46として想起する。
In the
一方、第1被験者R1と第2被験者R2との間には個性の差等が存在するため、脳の活動状態と脳内活性化情報との対応関係が異なるものである。このため、図4の下段に示すように(一点鎖線で示す)、第1被験者R1の脳内活性化情報42を直接第2装置30に送信し、第2装置30において脳内活性化情報42に対応するように第2被験者R2の脳に刺激を与えた場合、第2被験者R2は、猫の顔とは異なる視覚情報を感覚情報47として想起する可能性が高い。この場合、第1被験者R1の感覚情報が第2被験者R2に適切に伝達されないことになる。
On the other hand, since there is a difference in personality between the first subject R1 and the second subject R2, the correspondence between the brain activity state and the brain activation information is different. For this reason, as shown in the lower part of FIG. 4 (indicated by a dashed line), the
これに対して、本実施形態の感覚伝達システム100では、推定装置20において第2被験者R2の対応感覚情報44を推定するため、第1被験者R1から第2被験者R2に対して、猫の顔の視覚情報が適切に伝達される。
On the other hand, in the
図5は、感覚伝達システム100の動作の一例を示すフローチャートである。図5に示すように、感覚伝達システム100において、第1装置10は、第1被験者R1が知覚した場合における第1被験者R1の脳内活性化情報を検出する(ステップS101)。次に、推定装置20は、第1被験者R1の脳内活性化情報に基づいて第1被験者R1が知覚に対して想起した基準感覚情報を推定する(ステップS102)。次に、推定装置20は、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1とは異なる第2被験者R2についての基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定する(ステップS103)。そして、第2装置30は、推定された対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与える(ステップS104)。
FIG. 5 is a flow chart showing an example of the operation of the
以上のように、本実施形態に係る感覚伝達システム100は、第1被験者R1が知覚した場合における第1被験者R1の脳内活性化情報を検出する第1装置10と、検出された第1被験者R1の脳内活性化情報に基づいて知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1とは異なる第2被験者R2についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する推定装置20と、推定された対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与える第2装置30とを備える。
As described above, the
本実施形態に係る感覚伝達方法は、第1被験者R1が知覚した場合における第1被験者R1の脳内活性化情報を検出することと、検出された第1被験者R1の脳内活性化情報に基づいて第1被験者R1が知覚に対して想起した基準感覚情報を推定し、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1とは異なる第2被験者R2についての基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定することと、推定された対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与えることとを含む。 The sensory transmission method according to the present embodiment detects the brain activation information of the first subject R1 when the first subject R1 perceives it, and based on the detected brain activation information of the first subject R1 Then, based on the estimated reference sensory information, corresponding sensory information corresponding to the reference sensory information of the second subject R2, which is different from the first subject R1, is calculated. estimating; and stimulating the second subject R2 to recall the estimated corresponding sensory information.
この構成によれば、第1被験者R1の基準感覚情報をそのまま第2被験者R2に想起させるのではなく、基準感覚情報に基づいて第2被験者R2の対応する対応感覚情報を推定し、推定した対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与えるため、第1被験者R1と第2被験者R2との間で感覚情報を想起する際の脳の活動に差がある場合においても、第1被験者R1から第2被験者R2に対して適切に感覚情報を伝達することができる。 According to this configuration, instead of causing the second subject R2 to recall the reference sensory information of the first subject R1 as it is, the corresponding sensory information of the second subject R2 is estimated based on the reference sensory information, and the estimated correspondence is obtained. In order to stimulate the second subject R2 to recall the sensory information, even if there is a difference in brain activity when recalling the sensory information between the first subject R1 and the second subject R2, the first Sensory information can be appropriately transmitted from the subject R1 to the second subject R2.
本実施形態に係る感覚伝達システム100において、基準感覚情報は、脳内活性化情報を検出した第1被験者R1が想起する感覚情報である。この構成では、第1被験者R1の感覚情報と第2被験者R2との感覚情報とを直接的に対応付けることで、適切に感覚情報を伝達することができる。
In the
本実施形態に係る感覚伝達システム100において、刺激は、第2被験者R2の脳の対象部位に電磁波信号を照射して対象部位を活性化させることを含む。この構成では、第2被験者R2の脳を直接的に活性化させることで第2被験者R2に対して感覚情報をよりダイレクトに想起させることができる。
In the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第1実施形態では、感覚伝達システム100が第1被験者R1から第2被験者R2に対して一方向に感覚を伝達する場合を例に挙げて説明した。これに対して、第2実施形態では、感覚伝達システム100が第2被験者R2から第1被験者R1に対しても感覚を伝達する。つまり、感覚伝達システム100は、第1被験者R1と第2被験者R2との間で感覚を双方向に伝達することができる構成である。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the
感覚伝達システム100の全体構成については、第1実施形態と同様である。以下では、図1及び図2を参照して、感覚伝達システム100の構成について第2装置30側から説明する。
The overall configuration of the
第2装置30は、検出部31と、通信部32と、処理部33と、刺激付与部34と、記憶部35とを有する。処理部33、刺激付与部34及び記憶部35については、第1実施形態と同様である。検出部31は、第1実施形態における検出部11と同様に、第2被験者R2の脳内活性化情報を検出する。通信部32は、検出部31により検出された脳内活性化情報を推定装置20に送信する。
The
推定装置20は、第1実施形態の推定装置20と同様に、通信部21と、処理部22と、記憶部23と、を有する。通信部21は、有線通信又は無線通信が可能である。本実施形態において、通信部21は、例えば第2装置30から送信される脳内活性化情報を受信する。通信部21は、例えば処理部22により推定される後述の対応感覚情報を第1装置10に送信する。
The
処理部22は、検出された第2被験者R2の脳内活性化情報に基づいて第2被験者R2が知覚に対して想起した感覚についての感覚情報(基準感覚情報)を推定する。第2被験者R2について、どのような感覚情報を想起した場合にどのような脳内活性化情報となっているかについては、予め実験を行うことにより対応関係を求めておくことができる。例えば、第2被験者R2から検出された脳内活性化情報と、当該脳内活性化情報に対応する感覚情報とを対応付けて1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第4学習モデルを生成することができる。第4学習モデルは、例えば記憶部23に記憶させておくことができる。
The
また、処理部22は、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する。この場合、処理部22は、記憶部23に記憶される第2学習モデルに基づいて推定を行うことができる。
The
第1装置10は、検出部11と、通信部12と、処理部13と、刺激付与部14と、記憶部15とを有する。検出部11及び通信部12は、第1実施形態と同様の構成である。なお、通信部12は、推定装置20から送信される対応感覚情報を受信する。
The
処理部13は、通信部12で受信した対応感覚情報に応じた刺激像情報を推定する。刺激像情報は、刺激付与部14による第1被験者R1に付与する刺激内容を示す情報である。
The
刺激付与部14は、第1被験者R1の脳の対象部位に電磁波信号を照射して対象部位を活性化させることで、第1被験者R1に刺激を与える。この場合、第1実施形態における刺激付与部34と同様に、第1被験者R1の脳を、例えば数ミリ以下のボクセルで構成される三次元マトリクスにより区画し、ボクセルごとに電磁波を照射する。刺激付与部14は、三次元マトリクスのどのボクセルに対してどの程度の強度の電磁波を照射するかを示す刺激像情報に基づいて電磁波を照射することができる。第1被験者R1の脳のうちどのボクセルにどの程度の強度の電磁波を照射すれば、どのような感覚情報が想起されるかについては、予め実験を行うことにより対応関係を求めておくことができる。例えば、第1被験者R1に対する刺激像情報と、当該刺激像情報に基づいて電磁波を照射した場合に第1被験者R1が想起する感覚情報とを対応付けて1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第5学習モデルを生成することができる。第5学習モデルは、例えば第1装置10の記憶部15に記憶させておくことができる。
The
上記した第4学習モデル及び第5学習モデルは、第1学習モデルから第3学習モデルと同様、例えばVGG16で表されるニューラルネットワークを用いて生成することができる。第4学習モデル及び第5学習モデルを生成する際、それぞれ学習データセットをニューラルネットワークに入力し、学習データセットの相関関係を深層学習等の機械学習により学習する。つまり、学習によりニューラルネットワークを最適化して学習モデルを生成する。なお、VGG16で表される畳み込みニューラルネットワークに限定されず、他の種類のニューラルネットワークを用いて学習モデルを生成してもよい。 The above-described fourth learning model and fifth learning model can be generated using a neural network represented by VGG16, for example, like the first to third learning models. When generating the fourth learning model and the fifth learning model, each learning data set is input to the neural network, and the correlation of the learning data set is learned by machine learning such as deep learning. In other words, the learning model is generated by optimizing the neural network through learning. Note that the learning model may be generated using other types of neural networks, without being limited to the convolutional neural network represented by VGG16.
次に、上記のように構成された感覚伝達システム100を用いた感覚伝達方法について説明する。なお、第1被験者R1から第2被験者R2に対して感覚を伝達する感覚伝達方法については、第1実施形態と同様である。本実施形態では、第2被験者R2から第1被験者R1に感覚を伝達する場合について説明する。
Next, a sensation transmission method using the
図6は、感覚伝達システム100の動作の一例を模式的に示す図である。図6に示すように、第2被験者R2が基準感覚情報を想起するように知覚させる。以下、第2被験者R2が猫の顔を視覚的に知覚して視覚情報として想起する場合を例に挙げて説明する。なお、以下の例において、猫の顔は、第1実施形態と同様に猫の顔とする。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the operation of the
図6の上段に示すように、検出部31は、猫の顔を知覚して感覚情報51を想起する第2被験者R2の脳内活性化情報52を検出する。通信部32は、検出部31で検出された脳内活性化情報52を推定装置20に送信する。
As shown in the upper part of FIG. 6, the
推定装置20において、通信部21は、第3装置130から送信された脳内活性化情報52を受信する。処理部22は、受信した脳内活性化情報52に基づいて、基準感覚情報53を推定する。この場合、処理部22は、第2被験者R2の脳内活性化情報52を第4学習モデルに入力する。第4学習モデルからは、脳内活性化情報52と基準感覚情報53との相関関係の学習結果に基づいて、入力した脳内活性化情報52に対応する基準感覚情報53が出力される。処理部22は、出力された基準感覚情報53を推定結果として取得する。
In the
処理部22は、推定した基準感覚情報53に基づいて第1被験者R1についての当該基準感覚情報53と対応する対応感覚情報54を推定する。この場合、処理部22は、取得した基準感覚情報53を第2学習モデルに入力する。第2学習モデルからは、基準感覚情報53と対応感覚情報54との相関関係の学習結果に基づいて、入力した基準感覚情報53に対応する対応感覚情報54が出力される。処理部22は、出力された対応感覚情報54を推定結果として取得する。通信部21は、取得した対応感覚情報54を第1装置10に送信する。
Based on the estimated
図6の下段に示すように、第1装置10において、通信部12は、推定装置20から送信された対応感覚情報54を受信する。処理部13は、受信した対応感覚情報54を、記憶部15に記憶される第5学習モデルに入力する。第5学習モデルからは、対応感覚情報54と刺激像情報55との相関関係の学習結果に基づいて、入力した対応感覚情報54に対応する刺激像情報55が出力される。刺激付与部14は、出力された刺激像情報55に基づいて第1被験者R1の脳に電磁波を照射することで第1被験者R1に刺激を与える。この結果、刺激付与部14により刺激が与えられた第1被験者R1は、刺激像情報55に対応する対応感覚情報56を想起する。つまり、第1被験者R1は、猫の顔の視覚情報を対応感覚情報56として想起する。このように、第2被験者R2から第1被験者R1に対して、猫の顔の視覚情報が伝達される。
As shown in the lower part of FIG. 6 , in the
以上のように、本実施形態に係る感覚伝達システム100において、基準感覚情報は、脳内活性化情報を検出した第2被験者R2が想起する感覚情報である。この構成では、第2被験者R2の感覚情報と第1被験者R1との感覚情報とを直接的に対応付けることで、脳の活動に差がある被験者同士の間で適切に感覚情報を伝達することができる。
As described above, in the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。上記第1実施形態及び第2実施形態では、脳内活性化情報を検出した被験者が想起する感覚情報を基準感覚情報として説明した。これに対して、第3実施形態では、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報を基準感覚情報とする場合を例に挙げて説明する。感覚伝達システム100の全体構成については、第1実施形態と同様である。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the first and second embodiments described above, the sensory information recalled by the subject who detected the brain activation information was described as the reference sensory information. In contrast, in the third embodiment, an example will be described in which standard sensory information extracted based on corresponding sensory information among a plurality of subjects is used as standard sensory information. The overall configuration of the
推定装置20において、基準感覚情報から対応感覚情報を推定する場合には、基準感覚情報として、標準感覚情報を用いる。標準感覚情報は、例えば、複数の検出者が同一の画像を見るなどの同一の知覚を行った場合、複数の被験者において検出される脳内活性化情報の平均値とすることができる。したがって、標準感覚情報は、後天的な記憶などによる個人差が小さく、平均的な人の感覚情報となる。
In the
標準感覚情報は、複数の被験者の間で対応する感覚情報を学習する際、学習結果から抽出することができる。例えば、特定の被験者(例えば第1被験者R1又は第2被験者R2)の脳内活性化情報と標準感覚情報(複数の被験者の脳内活性化情報の平均値)のそれぞれを1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第6学習モデルを生成することができる。第6学習モデルを生成する際、学習データセットに含まれる複数の感覚情報から標準感覚情報を抽出し、抽出した標準感覚情報と当該学習データセットに含まれる個々の脳内活性化情報とを対応付けるようにしてもよい。この結果、例えばある対象物を見た場合の視覚についての感覚情報、ある音声を聞いた場合の聴覚についての感覚情報、ある対象物に触れた場合の触覚についての感覚情報、といった異なる種類の感覚情報について、複数の被験者の個々の脳内活性化情報と標準感覚情報との対応関係を機械学習した第6学習モデルが生成される。第6学習モデルは、例えば記憶部25に記憶させることができる。 Standard sensory information can be extracted from learning results when learning corresponding sensory information among multiple subjects. For example, each of brain activation information of a specific subject (for example, first subject R1 or second subject R2) and standard sensory information (average value of brain activation information of a plurality of subjects) is set as a learning data set. , a sixth learning model can be generated by performing machine learning on the learning data set. When generating the sixth learning model, standard sensory information is extracted from a plurality of sensory information included in the learning data set, and the extracted standard sensory information is associated with individual brain activation information included in the learning data set. You may do so. As a result, different types of sensations are generated, such as sensory information about sight when looking at an object, sensory information about hearing when hearing a sound, and sensory information about touch when touching an object. For the information, a sixth learning model is generated by machine-learning correspondence relationships between individual brain activation information and standard sensory information of a plurality of subjects. The sixth learning model can be stored in the storage unit 25, for example.
次に、上記のように構成された感覚伝達システム100を用いた感覚伝達方法について説明する。図7は、感覚伝達システム100の動作の一例を模式的に示す図である。例えば、第1被験者R1が知覚を行ったときの感覚情報61を第2被験者R2に伝達する場合、第1装置10において第1被験者R1の脳内活性化情報62を取得し、推定装置20に送信する。
Next, a sensation transmission method using the
推定装置20において、処理部33は、第1装置10から送信される脳内活性化情報62と、感覚情報の伝達先である第2被験者R2の識別情報とを、記憶部35に記憶される第6学習モデルに入力する。第6学習モデルでは、脳内活性化情報62に対応する標準感覚情報63が算出され、当該標準感覚情報63に対応付けられた第2被験者R2の感覚情報が対応感覚情報64として出力される。通信部21は、出力された対応感覚情報64を第2装置30に送信する。
In the
第2装置30において、第1実施形態と同様に、推定装置20から送信された対応感覚情報64を受信し、受信した対応感覚情報64に基づいて刺激像情報65が取得される。刺激付与部34は、出力された刺激像情報65に基づいて第2被験者R2の脳に電磁波を照射することで第2被験者R2に刺激を与える。刺激付与部34により刺激が与えられた第2被験者R2は、刺激像情報65に対応する対応感覚情報66を想起する。
Similarly to the first embodiment, the
以上のように、本実施形態に係る感覚伝達システム100において、基準感覚情報は、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報63である。この構成では、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報63が基準感覚情報として用いられるため、多くの被験者の間で適切に感覚情報を伝達することができる。
As described above, in the
[第4実施形態]
図8は、第4実施形態に係る感覚伝達システム200の一例を示す図である。上記実施形態の感覚伝達システム100では、異なる被験者の間で感覚情報を伝達する場合について説明した。これに対して、第4実施形態に記載の感覚伝達システム200では、同一の被験者の間で感覚情報を伝達する場合を例に挙げて説明する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing an example of a
図8に示すように、感覚伝達システム200は、検出刺激装置(検出装置、刺激装置)110と、推定装置120とを備える。検出刺激装置110は、例えば上記実施形態に記載の第1装置10と同様の構成であり、検出部11と、通信部12と、処理部13と、刺激付与部14と、記憶部15とを有する。検出部11は、脳内活性化情報を検出する。通信部12は、有線通信又は無線通信を行い、検出部11で検出された脳内活性化情報を推定装置20に送信する。処理部13は、通信部12で受信する対応感覚情報に基づいて刺激像情報を算出する。刺激付与部14は、算出された刺激像情報に基づいて、対象被験者R4の脳の対象部位に電磁波信号を照射して対象部位を活性化させ、対象被験者R4に刺激を与える。記憶部15は、各種情報を記憶する。
As shown in FIG. 8 , the
推定装置120は、通信部21と、処理部22と、記憶部23と、を有する。通信部21は、有線通信又は無線通信が可能である。本実施形態において、通信部21は、例えば検出刺激装置110から送信される脳内活性化情報を受信する。通信部21は、例えば処理部22により推定される後述の対応感覚情報を検出刺激装置110に送信する。
処理部22は、第1時点において検出された対象被験者R4の脳内活性化情報に基づいて、知覚に対して想起される基準感覚情報を推定する。第1時点は、対象被験者R4が幼少の時点であってもよく、例えば対象被験者R4が3歳未満であってもよい。
The
基準感覚情報としては、例えば第1時点において対象被験者R4が知覚に対して想起する感覚情報とすることができる。この場合、処理部22は、上記した第1学習モデルと同様の第7学習モデルに基づいて基準感覚情報を推定することができる。第7学習モデルは、例えば記憶部25に記憶させることができる。
As the reference sensory information, for example, sensory information recalled by the target subject R4 at the first time point can be used. In this case, the
また、基準感覚情報として、例えば複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報であってもよい。標準感覚情報としては、例えば対象被験者R4と脳の成長状態が対応する複数の被験者が想起する感覚情報に基づいて抽出される情報とすることができる。このような複数の被験者としては、例えば年齢が対応する複数の被験者、成長した環境(緯度、文化的環境、使用言語等)が対応する複数の被験者、職業が同一又は対応する複数の被験者等が挙げられる。処理部22は、例えば第1時点の対象被験者R4の脳内活性化情報に基づいて標準感覚情報を推定する第8学習モデルを用いることができる。第8学習モデルは、例えば記憶部25に記憶させることができる。
Further, the reference sensory information may be standard sensory information extracted based on sensory information corresponding among a plurality of subjects, for example. The standard sensory information can be, for example, information extracted based on sensory information recalled by a plurality of subjects whose brain growth states correspond to those of the target subject R4. Examples of such multiple subjects include, for example, multiple subjects with corresponding ages, multiple subjects with corresponding growth environments (latitude, cultural environment, language used, etc.), multiple subjects with the same or corresponding occupations, etc. mentioned. The
また、処理部22は、推定した基準感覚情報に基づいて、第1時点よりも時間が経過した第2時点における対象被験者R4についての当該基準感覚情報と対応する対応感覚情報を推定する。第1時点と第2時点とで、例えば対象被験者R4の脳の成長の程度が大きく異なっていてもよい。例えば第1時点の対象被験者R4と第2時点の対象被験者R4との間で対応する感覚情報を1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで、第9学習モデルを生成することができる。第9学習モデルは、例えば記憶部23に記憶させておくことができる。
Further, based on the estimated reference sensation information, the
次に、上記のように構成された感覚伝達システム200を用いた感覚伝達方法について説明する。図9は、感覚伝達システム100の動作の一例を模式的に示す図である。図9の上段に示すように、検出刺激装置110の検出部11は、猫の顔を知覚して感覚情報71を想起する対象被験者R4の脳内活性化情報72を検出する。通信部12は、検出部11で検出された脳内活性化情報72を推定装置120に送信する。推定装置120において、通信部21は、検出刺激装置110から送信された脳内活性化情報72を受信する。処理部22は、受信した脳内活性化情報を第7学習モデル又は第8学習モデルに入力する。第7学習モデル又は第8学習モデルからは、入力した脳内活性化情報72に対応する基準感覚情報73が出力される。処理部22は、出力された基準感覚情報73を推定結果として取得する。記憶部25は、取得した基準感覚情報73を記憶する。
Next, a sensation transmission method using the
図9の下段に示すように、第1時点から時間が経過した第2時点において、例えば対象被験者R4が上記の猫の顔の知覚を追体験しようとする場合、被験者R4は、検出刺激装置110の刺激付与部14から刺激を付与されることが可能な状態となるように準備する。処理部22は、記憶部25に記憶された基準感覚情報73に基づいて対象被験者R4についての当該基準感覚情報73と対応する対応感覚情報74を推定する。この場合、処理部22は、取得した基準感覚情報73を第9学習モデルに入力する。第9学習モデルからは、入力した基準感覚情報73に対応する対応感覚情報74が出力される。処理部22は、出力された対応感覚情報74を推定結果として取得する。通信部21は、取得した対応感覚情報74を検出刺激装置110に送信する。
As shown in the lower part of FIG. 9 , at a second point in time after the first point in time, for example, when the target subject R4 tries to relive the perception of the cat's face, the subject R4 uses the
検出刺激装置110において、通信部12は、推定装置120から送信された対応感覚情報74を受信する。処理部13は、受信した対応感覚情報74を、記憶部15に記憶される第3学習モデルに入力する。第3学習モデルからは、入力した対応感覚情報74に対応する刺激像情報75が出力される。刺激付与部14は、出力された刺激像情報75に基づいて対象被験者R4の脳に電磁波を照射することで対象被験者R4に刺激を与える。この結果、刺激付与部14により刺激が与えられた対象被験者R4は、刺激像情報75に対応する対応感覚情報76を想起する。つまり、対象被験者R4は、第1時点で猫の顔を見た時の視覚情報を第2時点において対応感覚情報76として想起する。このように、第1時点の対象被験者R4から第2時点の対象被験者R4に対して、猫の顔の視覚情報が伝達される。これにより、対象被験者R4は、猫の顔を見たことを追体験することができる。
In the
図10は、感覚伝達システム200の動作の一例を示すフローチャートである。図10に示すように、感覚伝達システム200において、検出刺激装置110は、第1時点において対象被験者R4が知覚した場合における脳内活性化情報を検出する(ステップS201)。次に、推定装置20は、対象被験者R4の脳内活性化情報に基づいて第1時点における基準感覚情報を推定する(ステップS202)。次に、推定装置20は、推定した基準感覚情報に基づいて第1被験者R1とは異なる第2被験者R2についての基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定する(ステップS103)。そして、第2装置30は、推定された対応感覚情報を想起するように第2被験者R2に刺激を与える(ステップS104)。
FIG. 10 is a flow chart showing an example of the operation of the
以上のように、本実施形態に係る感覚伝達システム200は、対象被験者R4が知覚した場合における対象被験者R4の脳内活性化情報を検出する検出装置(検出刺激装置110)と、第1時点において検出された対象被験者R4の脳内活性化情報に基づいて知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した基準感覚情報に基づいて、第1時点よりも時間が経過した第2時点における対象被験者R4についての基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定する推定装置120と、推定された対応感覚情報を想起するように第2時点において対象被験者R4に刺激を与える刺激装置(検出刺激装置110)とを備える。
As described above, the
また、本実施形態に係る感覚伝達方法は、対象被験者R4が知覚した場合における対象被験者R4の脳内活性化情報を検出することと、第1時点において検出された対象被験者R4の脳内活性化情報に基づいて知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した基準感覚情報に基づいて、第1時点よりも時間が経過した第2時点における対象被験者R4についての基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定することと、推定された対応感覚情報を想起するように第2時点において対象被験者R4に刺激を与えることとを含む。 In addition, the sensory transmission method according to the present embodiment detects the brain activation information of the target subject R4 when the target subject R4 perceives it, and detects the brain activation information of the target subject R4 detected at the first time point. Based on the information, reference sensory information, which is sensory information recollected for perception, is estimated, and based on the estimated reference sensory information, a reference for the target subject R4 at a second point in time after the first point in time. estimating corresponding sensory information corresponding to the sensory information; and stimulating target subject R4 at a second time point to recall the estimated corresponding sensory information.
この構成によれば、第1時点の対象被験者R4の基準感覚情報をそのまま第2時点の対象被験者R4に想起させるのではなく、基準感覚情報に基づいて第2時点の対象被験者R4の対応する対応感覚情報を推定し、推定した対応感覚情報を想起するように対象被験者R4に刺激を与える。このため、第1時点の対象被験者R4と第2時点の対象被験者R4との間で感覚情報を想起する際の脳の活動に差がある場合においても、適切に感覚情報を伝達することができる。 According to this configuration, the reference sensory information of the target subject R4 at the first time point is not directly recollected in the target subject R4 at the second time point, but the corresponding response of the target subject R4 at the second time point is based on the reference sensory information. The sensory information is estimated, and the target subject R4 is stimulated to recall the estimated corresponding sensory information. Therefore, even if there is a difference in brain activity when recalling sensory information between the target subject R4 at the first time point and the target subject R4 at the second time point, the sensory information can be appropriately transmitted. .
本実施形態に係る感覚伝達システム200において、基準感覚情報は、第1時点における対象被験者R4が想起する感覚情報である。この構成では、第1時点における対象被験者R4の感覚情報と第2時点における対象被験者R4との感覚情報とを直接的に対応付けることで、適切に感覚情報を伝達することができる。
In the
本実施形態に係る感覚伝達システム200において、基準感覚情報は、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報である。この構成では、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報が基準感覚情報として用いられるため、異なる時点の対象被験者R4の間で効率的に感覚情報を伝達することができる。
In the
本実施形態に係る感覚伝達システム200において、標準感覚情報は、対象被験者R4と脳の成長状態が対応する複数の被験者が想起する感覚情報に基づいて抽出される。この構成では、対象被験者R4と脳の成長状態が対応する複数の被験者が想起する感覚情報に基づいて、異なる時点の対象被験者R4の間で効率的に感覚情報を伝達することができる。
In the
[第5実施形態]
図11は、第5実施形態に係る感覚伝達システム300の一例を示す図である。図10に示すように、第5実施形態に係る感覚伝達システム300は、感覚推定装置220と、刺激装置210とを備える。
[Fifth embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing an example of a
感覚推定装置220は、通信部221と、処理部222と、記憶部223と、入力部224とを有する。通信部221は、刺激装置210との間で有線通信又は無線通信を行う。記憶部223は、知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を記憶する。記憶部223は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等のストレージを有している。なお、記憶部223として、リムーバブルディスク等の外部記憶媒体が用いられてもよい。基準感覚情報は、被験者R5又は被験者R5とは異なる人物が知覚に対して想起する感覚情報であってもよいし、複数の被験者の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報であってもよい。
処理部222は、記憶部223に記憶される基準感覚情報に基づいて、被験者R5についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する。例えば被験者R5の感覚情報と基準感覚情報との間で対応する感覚情報を1組の学習データセットとし、当該学習データセットを機械学習させることで第10学習モデルを生成することができる。第10学習モデルは、例えば記憶部223に記憶させておくことができる。処理部222は、例えば後述する入力部224により基準感覚情報が指定された場合、指定された基準感覚情報に対応する対応感覚情報を推定する。
Based on the reference sensation information stored in the
入力部224は、情報を入力するための所定の入力操作が可能である。入力部224としては、例えばキーボード、タッチパネル等の入力装置が用いられる。なお、入力部224として、これらに加えて又は代えて、ボタン、レバー、ダイヤル、スイッチ又は他の入力装置が用いられてもよい。入力部224は、例えば記憶部223に記憶された複数の基準感覚情報の中から被験者R5が体験したい感覚情報を入力することができる。
The
刺激装置210は、通信部212と、処理部213と、刺激付与部214と、記憶部215とを有する。通信部212は、有線通信又は無線通信が可能である。通信部212は、感覚推定装置220から送信される対応感覚情報を受信する。
The
処理部213は、通信部212で受信した対応感覚情報と、当該対応感覚情報と刺激像情報との対応関係を学習した第11学習モデルとに基づいて、受信した対応感覚情報に対応する刺激像情報を算出する。この第11学習モデルは、例えば上記した第1実施形態における第3学習モデルと同様の学習モデルとすることができる。刺激付与部214は、被験者R5の脳の対象部位に電磁波信号を照射して対象部位を活性化させることで、被験者R5に刺激を与える。
The
次に、上記のように構成された感覚伝達システム300を用いた感覚伝達方法について説明する。図12は、本実施形態に係る感覚伝達システム300の動作の一例を模式的に示す図である。被験者R5は、刺激装置210の刺激付与部214から刺激を付与されることが可能な状態となるように準備する。被験者R5により入力部224を介して基準感覚情報81が選択された場合、感覚推定装置220において、処理部222は、選択された基準感覚情報81に基づいて、被験者R5についての対応感覚情報82を推定する。処理部222は、例えば選択された基準感覚情報81を第10学習モデルに入力する。第10学習モデルからは、入力した基準感覚情報81に対応する対応感覚情報82が出力される。処理部222は、出力された対応感覚情報82を推定結果として取得する。通信部221は、取得した対応感覚情報82を刺激装置210に送信する。
Next, a sensation transmission method using the
刺激装置210において、通信部212は、感覚推定装置220から送信された対応感覚情報82を受信する。処理部213は、受信した対応感覚情報82を、記憶部215に記憶される第11学習モデルに入力する。第11学習モデルからは、入力した対応感覚情報82に対応する刺激像情報83が出力される。刺激付与部214は、出力された刺激像情報83に基づいて被験者R5の脳に電磁波を照射することで被験者R5に刺激を与える。この結果、刺激付与部214により刺激が与えられた被験者R5は、刺激像情報83に対応する対応感覚情報84を想起する。つまり、被験者R5は、猫の顔の視覚情報を対応感覚情報84として想起する。このように、感覚推定装置220から被験者R5に対して、猫の顔の視覚情報が伝達される。
In the
図13は、感覚伝達システム300の動作の一例を示すフローチャートである。図13に示すように、被験者R5により入力部224を介して基準感覚情報81が選択された場合、感覚推定装置220において、処理部222は、選択された基準感覚情報81を取得し(ステップS301)、取得した基準感覚情報81に基づいて、被験者R5についての対応感覚情報82を推定する(ステップS302)。そして、刺激装置210は、推定された対応感覚情報82を想起するように第5被験者R5に刺激を与える(ステップS303)。
FIG. 13 is a flow chart showing an example of the operation of the
以上のように、本実施形態に係る感覚推定装置220は、知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を記憶する記憶部223と、記憶部223に記憶される基準感覚情報に基づいて、被験者R5についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する処理部222とを備える。
As described above, the
また、本実施形態に係る感覚推定方法は、知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を記憶する記憶部223から基準感覚情報を取得することと、取得した基準感覚情報に基づいて、被験者R5についての基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定することとを含む。
In addition, the sensation estimation method according to the present embodiment acquires reference sensation information from the
この構成によれば、感覚推定装置220の基準感覚情報に基づいて被験者R5に対応する対応感覚情報を推定するため、被験者R5ごとに適切な感覚情報を推定することができる。
According to this configuration, since the corresponding sensory information corresponding to the subject R5 is estimated based on the reference sensory information of the
本実施形態に係る感覚推定装置220において、基準感覚情報は、被験者R5とは異なる人物が知覚に対して想起する感覚情報である。この構成によれば、脳の活動に差がある被験者同士の間で適切な感覚情報を推定することができる。
In the
本実施形態に係る感覚推定装置220において、基準感覚情報は、複数の被験者R5の間で対応する感覚情報に基づいて抽出される標準感覚情報である。この構成によれば、多くの被験者の間で適切に感覚情報を伝達することができる。
In the
本実施形態に係る感覚伝達システム300は、上記の感覚推定装置220と、感覚推定装置220において推定された対応感覚情報を想起するように被験者R5に刺激を与える刺激装置210とを備える。この構成によれば、記憶部223に記憶される基準感覚情報に基づいて被験者R5ごとに適切な感覚情報を推定して被験者R5に伝達することができる。
The
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記各実施形態では、視覚の感覚情報を例に挙げて説明したが、これに限定されず、脳内活性化情報が検出可能な感覚情報であれば、他の感覚情報であってもよい。また、例えば五感の感覚情報を連動することで得られる詳細な感覚情報であってもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, visual sensory information was described as an example, but the present invention is not limited to this. good. Further, for example, detailed sensory information obtained by interlocking sensory information of the five senses may be used.
学習モデルを生成する際に、被験者に提示するコンテンツを「右手を上げて」のような指示とし、被験者の運動野の反応を学習させる構成であってもよい。また、学習モデルを生成する際に、被験者に提示するコンテンツを映画のような視聴コンテンツとし、被験者の脳全体の反応を学習させる構成であってもよい。 When generating the learning model, the content presented to the subject may be an instruction such as "raise your right hand", and the response of the subject's motor cortex may be learned. Also, when generating the learning model, the content presented to the subject may be viewing content such as a movie, and the subject's entire brain reaction may be learned.
また、学習モデルを生成する際に得られた標準感覚情報の要素にIDを割り当て、コンテンツとの相関が近いほど近いIDとするように構成してもよい。例えば「犬」「猫」「紙」のコンテンツが存在する場合、「犬」と「猫」とには近いIDを割り当て、「犬」及び「猫」と「紙」とには遠いIDを割り当ててもよい。 Further, an ID may be assigned to an element of the standard sense information obtained when generating the learning model, and the closer the correlation with the content, the closer the ID may be. For example, if there are contents of "dog", "cat", and "paper", assign close IDs to "dog" and "cat", and assign distant IDs to "dog", "cat" and "paper". may
また、標準感覚情報に対応する対応感覚情報が存在しない場合、上記のように設定したIDが近いコンテンツを対応感覚情報としてもよいし、対応感覚情報の送信を行わない構成であってもよい。 Also, if there is no corresponding sense information corresponding to the standard sense information, content having a similar ID set as described above may be used as the corresponding sense information, or the corresponding sense information may not be transmitted.
また、ある標準感覚情報から導かれる対応感覚情報を別の感覚情報に置き換えて提示しても良い。例えば、ミカンの視覚情報に対応する標準感覚情報に基づいて、ミカンの嗅覚情報、味覚情報、触覚情報に置き換えた対応感覚情報を伝達先に送信してもよい。 Corresponding sensory information derived from certain standard sensory information may be replaced with other sensory information and presented. For example, based on the standard sensory information corresponding to the visual information of the orange, the corresponding sensory information replaced with the olfactory information, the taste information, and the tactile information of the orange may be transmitted to the transmission destination.
また、第1被験者R1から第2被験者R2に感覚情報を伝達する際、「第2被験者R2に対してこの感覚情報を送る」というコマンド情報を削除し、「第1被験者R1はこのように感覚情報を想起している」「第1被験者R1は、第2被験者R2に対してこのように感覚情報を想起することを要求している」といったパケットヘッダに相当するコミュニケーション制御情報を付加してもよい。 Also, when the sensory information is transmitted from the first subject R1 to the second subject R2, the command information "send this sensory information to the second subject R2" is deleted, and "the first subject R1 feels like this" is deleted. Even if communication control information corresponding to the packet header such as "I am recalling information" and "The first subject R1 is requesting the second subject R2 to recall sensory information in this way" good.
また、標準感覚情報を抽出する場合、常時内容を更新するようにオンラインによる学習としてもよい。また、推定した各感覚情報は、記憶部に記憶させておき、所定期間が経過してから伝達先に送信する構成であってもよい。 Further, when extracting standard sense information, learning may be done online so that the contents are constantly updated. Moreover, each estimated sensory information may be stored in a storage unit and may be transmitted to a transmission destination after a predetermined period of time has passed.
NW…ニューラルネットワーク、R1…第1被験者,R2…第2被験者、R4…対象被験者、R5…被験者、S1…畳み込み層、S2…プーリング層、S3…結合層、10…第1装置、11,31…検出部、12,21,32,212,221…通信部、13,22,33,213,222…処理部、14,34,214…刺激付与部、15,23,25,35,215,223…記憶部、20,120…推定装置、30…第2装置、41,47,51,61,71…感覚情報、42,52,62,72…脳内活性化情報、43,53,73,81…基準感覚情報、44,46,54,56,64,66,74,76,82,84…対応感覚情報、45,55,65,75,83…刺激像情報、63…標準感覚情報、100,200,300…感覚伝達システム、110…検出刺激装置、130…第3装置、210…刺激装置、220…感覚推定装置、224…入力部
NW... neural network, R1... first subject, R2... second subject, R4... subject subject, R5... subject, S1... convolution layer, S2... pooling layer, S3... coupling layer, 10... first device, 11, 31 Detecting
Claims (5)
検出された前記第1被験者の脳内活性化情報に基づいて前記知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した前記基準感覚情報に基づいて前記第1被験者とは異なる第2被験者についての前記基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定する推定装置と、
推定された前記対応感覚情報を想起するように前記第2被験者に刺激を与える第2装置と
を備える感覚伝達システム。 a first device for detecting brain activation information of the first subject when perceived by the first subject;
Based on the detected brain activation information of the first subject, reference sensory information that is sensory information recollected for the perception is estimated, and the first subject is based on the estimated reference sensory information. an estimation device for estimating corresponding sensory information, which is sensory information corresponding to the reference sensory information for a different second subject;
a second device for stimulating the second subject to recall the estimated corresponding sensory information.
前記推定装置は、検出された前記第2被験者の脳内活性化情報に基づいて前記基準感覚情報を推定し、推定した前記基準感覚情報に基づいて前記第1被験者についての前記対応感覚情報を推定し、
前記第1装置は、推定された前記対応感覚情報を想起するように前記第1被験者に刺激を与える
請求項1に記載の感覚伝達システム。 The second device detects brain activation information of the second subject when the second subject is stimulated,
The estimation device estimates the reference sensory information based on the detected brain activation information of the second subject, and estimates the corresponding sensory information for the first subject based on the estimated reference sensory information. death,
2. The sensory transmission system of claim 1, wherein the first device stimulates the first subject to recall the estimated corresponding sensory information.
請求項1又は請求項2に記載の感覚伝達システム。 3. The sensory information according to claim 1, wherein the reference sensory information is the sensory information recalled by the subject who detected the brain activation information among the first subject and the second subject. sensory transmission system.
請求項1又は請求項2に記載の感覚伝達システム。 3. The sensory transmission system according to claim 1, wherein the reference sensory information is standard sensory information extracted based on the sensory information corresponding among a plurality of subjects.
検出された前記第1被験者の脳内活性化情報に基づいて前記知覚に対して想起される感覚情報である基準感覚情報を推定し、推定した前記基準感覚情報に基づいて前記第1被験者とは異なる第2被験者についての前記基準感覚情報に対応する感覚情報である対応感覚情報を推定することと、
推定された前記対応感覚情報を想起するように前記第2被験者に刺激を与えることと
を含む感覚伝達方法。 Detecting brain activation information of the first subject when perceived by the first subject;
Based on the detected brain activation information of the first subject, reference sensory information that is sensory information recollected for the perception is estimated, and the first subject is based on the estimated reference sensory information. estimating corresponding sensory information that is sensory information corresponding to the reference sensory information for a different second subject;
and stimulating the second subject to recall the estimated corresponding sensory information.
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