EEGヘッドセット-音楽と感情の修正のためのガジェット

今年、重要なイベントが開催されました。ベルギーの技術センターであるImec、大阪大学の産業科学研究所、Datwyler社が非常に興味深いデバイスのプロトタイプを発表しました。 ヘルメットの形をしたガジェットはEEGを受け取り、受信した信号を分析して、どのような音楽が好きかを「理解」します。 さらに、このデバイスは認知プロセスを分析し、感情的背景を測定し、この背景を改善するために独立して音楽を生成できます。







権威あるオンライン出版物phys.orgは、このデバイスを「大きなブレークスルー」と呼びました。 私はこの装置の原理に具現化されたアイデアが好きでした。音楽作品を含む感情的な反応を決定するために比較EEG分析を使用します。 デバイスとその動作原理についてさらに学ぶことにしました。



最初のデモンストレーション



ヘッドセットのプロトタイプは、2018年1月にラスベガスで開催されたInternational Consumer Electronics Show(CES 2018)で初めて導入されました。 自分でヘルメットをテストする機会があった訪問者によると、シャイタンデバイスは彼らの音楽の味を本当に高く評価しました。 さらに、デバイスで動作するアルゴリズムは、気分を高める音楽信号を生成しました。







開発者によると、このデバイスは、たとえばゲーム中や映画鑑賞中など、リアルタイムで感情を検出してキャプチャすることもできます。 展示会に出席した人々の報告は、新製品とその機能に対する多くの熱意を記録しました。 研究者は、このデバイスがどのように機能するかを訪問者に喜んで伝えました。



動作原理



ヘルメット自体は、いわゆるいわゆる便利な場所に配置するために作成されました。 先端が鈍い金属スパイクの形で作られた乾式EEG電極。 以前は、EEGの臨床使用以外の最大の問題は、電極の迅速な乾式配置とデバイスの長期使用の可能性と考えられていました。 ヘルメットの設計機能、Datwylerの乾式電極、および容量の大きいバッテリーは、これらの問題の解決に役立ちました。 ヘルメットには、オーディオをストリーミングするための3.5 mmヘッドフォンジャックとBluetoothも装備されています。







電極を使用して、装置は感情的な反応に関する情報を提供する前頭脳波信号を正確にキャプチャできます。 次に、ソフトウェアは信号を処理し、たとえば音楽に対する感情的な反応を判断します。 このアルゴリズムは、音楽を再生するときに感情的な状態を分析するだけでなく、ユーザーの個人プロファイルに結果を取り込みます。 次に、特定のユーザーの多くの信号が、自己学習機能を備えたAIによって処理されます。 修正モードを開始すると、アルゴリズムはユーザーの好みに基づいてリアルタイムで音楽を生成します。



誰が何をした



大阪大学のイノベーションの中心地は、機械学習アルゴリズムとシステムの人工知能に従事していたことが知られています。専門家は、感情のパーソナライズされた分類、ユーザーの音楽テイストの総合的な評価、およびこれに基づいた音楽コンテンツの形成を組み合わせることができました。 大阪大学産業科学研究所(ISIR)の沼尾正幸教授は次のように述べています。

「機械学習と感情の個々の分類の経験により、音楽と感情の変化を結び付ける独自のEEGシステムを作成することができました。モデルベースの感情認識とリアルタイムの音楽作成技術を組み合わせました。」


一方、Imecはヘルメットの開発を誇りに思っています。ヘルメットは、現時点ではおそらくEEG電極の最も汎用性の高いフォームファクターです。 特に、ImecのシニアメディカルソリューションディレクターであるChris Van Hofは次のように強調しています。

「この分野でのImecの相当な経験は、EEGを監視するための回路およびコンパクトシステムの設計に関する10年近くの作業の結果です。」


Van Hofはまた、大阪大学とDatwylerの同僚の貢献に注目し、Imecの主なメリットはヘルメットデザインの汎用性であることを明確にしています。 科学者によると、このインターフェースは、臨床研究と、電極を取り付けるのに多くの時間を必要とせず、かなり長い時間動作することができる毎日のガジェットの両方に使用できます。



Datwylerは、乾いた電極を直接扱いました。 会社の広報担当者ロニーヴィリャンスは、新しいデバイスのプロトタイプの開発は、Imecとともに、より高い信号安定性を備えた乾燥電極の作成に役立ち、それ自体が大きな成果であると述べました。



脳波と国内調査について少し



完全に最新ではない人にとって、脳波または脳波は、脳の機能状態を研究するための脳の生体電気活動の記録です。 EEGは多くの場合、診断(医療)および研究の目的で使用されます。 電気活動の登録は、頭部に取り付けられた脳波計電極を使用して、非侵襲的に行われます。 電極からの信号は増幅され、その後、信号はADCによって処理され、デジタル形式で記録されます。







脳波では、脳の電気的活動のリズムが決定されます。 人に影響を与える状態と要因に応じて、調査された10個のリズム(α、β、γ、δ、θ、κ、λ、μ、σ、τ)のそれぞれが変化します。



心理音響学に関する実験の実施は、精神現象と脳波の変化との持続的な関係を実証しています。 音楽を聴いて音楽を楽しむことも例外ではありません。



そのため、 「EEGはさまざまなスタイルの音楽への反応と相関する」という実験に関する十分に包括的な記事でロシアの研究者Nadezhda Kaygorodova、Mikhail Yatsenko、Nikolay Afanasyevは、さまざまなスタイルの音楽を聴くときに受け取った感情と脳波の記録を聴取中に記録することの関係について詳しく説明しています。 この国内調査は、とりわけ、日ベルギーの発展の基礎を形成した可能性が高い。



音楽を聴きながら記録された脳波の結果をさらに研究した結果、研究者は脳波計とストレス状態を修正するために使用できる音声再生装置を組み合わせるという考えに至りました。



ImecのEmeヘッドセットに原理的に類似した方法は、2014年の「ストレス誘発性障害の効果的な矯正のためのEEGバイオフィードバックテクノロジーと音楽療法の組み合わせ」 (A. Fedotchev、O. San Zhong、セミキンG.I.)。 仕事は、ストレスによって引き起こされる障害に関連する方法の相対的な有効性、および感情的矯正中の同様のデバイスの良好なパフォーマンスを実証しました。



まとめ



毎年、多くの場合、脳波の原理に基づいた、神経インターフェースに基づいた新しいデバイスが登場します。 どうやら、このヘルメットには理論的に新しいものは何も提供されていなかったようです。 クリエイターのメリットは異なります。彼らは最初に、音楽の助けを借りて感情を修正する機能を備えたユニバーサルウェアラブルEEGデバイスを実践しました。 フォームファクターと機能的、理論的基盤、およびテクノロジーの組み合わせにより、簡単にスケーリングできる大胆なアイデアが再び実現しました。 新製品についてのあなたの意見と、このガジェットを他にどのように使用できるかを感謝します。



ジーンズ

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