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課題解決Goldfireコラム 脳と機械のインターフェイス

2013.11 脳と機械のインターフェイス

「人工的に脳と脊髄を接続する小型の装置が開発された」

そんなニュースが先日ありました。驚くほど小さな装置です。サルでの実験で実証されている段階ですが、将来的には人間への応用を目指しており、身体が不自由な方の機能回復への応用が期待されています。

人間の脳と機械を接続する研究や技術開発は、今後ますます盛んになるかもしれません。
そこで今回は、脳と機械のインターフェイス(ブレイン・マシン・インターフェイス)の技術を、Goldfireを使って概観してみたいと思います。

さて、まずはGoldfireの知識検索に冒頭の「神経接続装置」と入力しました。
特許も複数出ており、日本の家電メーカーなどは1990年代から既に研究していることが判ります。

次に、一般的な名称として「脳と機械のインターフェイス」と入力し、どのような用途があるのか、調べてみます。
応用レンズには、世界の特許や文献から様々な用途がピックアップされています。ざっと目に付くものだけひろってみると、

  • 精神科の条件の診断
  • 携帯電話のインターフェイス
  • スクリーン上のカーソルの制御
  • 筋への損傷の回避
  • テレビの制御
  • 認知的相互作用のエンハンスメント
  • 義肢の制御
  • 四肢の機能の回復
  • 神経症の症状の治療
  • 人のための通信ツール
  • 脳の機能の調査
  • コンピューターの制御
  • てんかんモニタリング
  • 車椅子の運転

など、医療・家電・自動車といった様々な分野での応用が検討されているようです。また、知識検索の「企業」タブを見ると、特許の大部分は大学や研究機関が占めており、まだまだ研究段階であることも伺えます。

次に、脳と機械のインターフェイスにとってどのような技術が鍵になるのか調べてみました。
「脳と機械のインターフェイス」と入力し、機能レンズを参照します。すると、

  • ナノ配線
  • マイクロワイヤー
  • ニューラル信号の復号
  • 通信の確立
  • 運動意向の解釈
  • 伝導重合体ナノワイヤーの利用
  • リチウム電池
  • ニューラル信号の解釈
  • 情報の抽出
  • 意図の推定

などが記載されています。 神経とやり取りするための要素技術、信号の伝達に関する信号処理、信号に含まれる情報を理解して適切な出力を構成するための情報処理技術、などが鍵のように思われます。

中でも「伝導重合体ナノワイヤー」というキーワードが気になりました。

そこで「伝導重合体ナノワイヤー」と入力し各種レンズを参照すると、材料や用途、さらには研究が盛んな機関などの情報が得られました。それらの情報からは、たんぱく質や炭素繊維などの技術が大きく関与することが判ります。

マウスやキーボード、タッチパネルなど、インターフェイスは大きな市場を生み出してきたように思えます。もし脳と機械のインターフェイスが一般的になれば、どのような企業がイノベーションを起こすのか...。気になりませんか?

そんな新しい技術に出会ったら、ぜひ一度Goldfireでリサーチしてみましょう。
思いもよらないイノベーションの可能性に気づかせてくれる、かもしれません。

▼今回使ったGoldfireの機能は...▼
ナレッジナビゲーター

▼コラム冒頭でご紹介した研究については...▼
「脳と脊髄の神経のつながりを人工的に強化することに成功」|自然科学研究機構 生理学研究所

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