［研究グループ構成］
研究者：山ノ井髙洋，桃内佳雄，深谷健一，平田恵啓，大西真一，越前谷博
［研究課題］
・山ノ井髙洋 種々の刺激によるEEG計測・解析とその応用
・桃内佳雄 自然言語理解における知識と文脈情報の処理方式
・深谷健一 ロボット制御への応用に関する研究
・平田恵啓 聴覚にかかわる脳内処理過程の解析
・大西真一 EEG計測・解析とその応用
・越前谷博 学習に基づく多言語処理の研究
［研究課題と成果概要］
①［ 種々の刺激によるEEG計測・解析とその応用（山ノ井高洋） ］
［ EEG計測・解析とその応用（大西真一） ］
脳機能計測法の開発に関しては，情報科学センターISRCの協力で，脳の標準化と脳内部位の前処理のシステム（ダイポール推定研究用支援ツール）を開発した．従来，人手に頼っていた等価電流双極子推定後の脳内部位同定の前処理の自動化が完成した．現在，脳機能計測システムもアクティブ電極対応の新規購入の計測システムによるテスト実験を開始している．研究基盤を形成すべく，九州工業大学山﨑研究室，前理研脳科学センター同志社大学菅野道夫特任教授，フランス国マルセイユ大学医学部基礎医学情報研究所Elie Sanchez教授との共同研究をすすめている．この一連の研究で，普通の算術加算と近似計算における脳内経路の違いを明らかにし，この結果は，World Scientific社のUncertainty and Intelligent Information Systems中の第19章として2008年9月に出版された．また，ブレイン・マシーン・インタフェース（BMI）の基礎研究としては，４人の被験者による４パターンの矢印の黙読時の右前頭野の３箇所の脳波を用いて， この脳波の判別率が80％以上となることが確認できた．この研究はJournal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics (JACIII)に2009年３月出版される．
②［ 自然言語理解における知識と文脈情報の処理方式（桃内佳雄） ］自然言語の理解過程における汎用的で，対照言語学的なしくみに関する考察を行うために，アイヌ語・日本語機械翻訳システムの構成を進めている．アイヌ語と日本語は構文的に類似しており，アイヌ語から日本語への翻訳において，単語直接翻訳（逐語訳）によっても，そのおよその意味を理解可能な翻訳結果を得ることができる．しかし，アイヌ語と日本語にはいくつかの相違点も存在し，単語直接翻訳によって得られる日本語の単語列が必ずしも妥当な日本語文になるとは限らず，より自然な日本語文を得るためには，単語直接翻訳からさらに進んだ処理が必要である．そのような処理を実現するためには，アイヌ語と日本語の語彙や文法に関する対照的な言語学的考察を行うことが必須であり，その実現と考察の中で汎用的で，対照言語学的な理解のしくみが明らかになってくると考えられる．今年度は，機械翻訳システム構築のための基礎的なデータであるアイヌ語・日本語対訳データの構成について検討し，その階層的な構成を考慮に入れた柔軟な情報の検索と解析を行うツールの開発を行い，その検索と解析の結果を機械翻訳システムにおける多義による曖昧性解決のしくみなどの実現に応用した．
③［ ロボット制御への応用に関する研究（深谷健一） ］2005年度から手ジェスチャにより直感的に移動ロボットに動作指示を与える装置を開発してきた．手の傾け，振りおよび回転の手ジェスチャをそれぞれ別の加速度･ジャイロセンサで計測する装置構成に改良することで，計測精度を向上させ動作種別を増やした．この手ジェスチャ認識装置を使い複数台の移動ロボットを協調的に動作指示できるシステムを構築した．並行して前進，後退する整列走行や各ロボットの回転方向を逆にした対向回転を試み実現できた．手ジェスチャ操作者にロボット側から音声出力で動作種別を知らせる機能も付加しており，一層の操作性向上に寄与できた． さらに手ジェスチャを移動ロボットに搭載した視覚センサで検出する方式を試みた．移動ロボットに向かって手の形を変えたジェスチャをすると，リアルタイムの画像処理により手形状を判別し，移動ロボットが前進，後退，停止動作するシステムを実現できた．今後，より自然な手ジェスチャ（例えば手まねき）を識別できるように改良を進める． 手ジェスチャの代わりにプロジェクト内で研究中の人間の脳波計測･解析結果をインタフェースすれば脳内での思惟による移動ロボットの動作指示制御の実現可能性がある．
④［ 聴覚にかかわる脳内処理過程の解析（平田恵啓） ］音声言語に関する神経基盤の理解とその語学教育への応用を目的とした基礎的な計測実験を行った．音刺激として６分程度の英語音声を準備し，被験者の両耳に提示した．被験者には閉眼状態で，内容の理解に努めながら音声を静かに聴取するか反復繰り返し発話するように指示を与えた．国際10-20配置に従って脳波用電極を頭部に固定し，課題直前と課題遂行中の脳波記録を行った．周波数解析の結果から，課題の開始とともに自律振動成分のアルファ波のピーク周波数の上昇が確認された．また，毎分の記録データから二乗平均値を求めてプロットすることで，課題実行中には後頭部を中心にその値が課題前に比べて大きく減衰することを確認した．学習を行う上では課題へ集中するという心理的な過程が含まれるが，この減衰状況を学習者へフィードバックすることでこの心理過程を学習者に意識させて素早く特定の心理状態への移行を促しえる可能性があることが確認された．また，神経科学では個人差を取り除き，一般的な特質を探すことが求められるが，学習のように個人への対応が求められる領域においては，本研究のように各自の日常的な値を基準にする手法は有効であるといえる．
⑤［ 学習に基づく多言語処理の研究（越前谷博） ］人間の有する学習機能の工学的な実現の観点より，言語知識を自動獲得するための研究を行っている．高度な言語処理能力を実現するための第一段階として，２言語間の対応する対訳文中において句に相当する部分対応を自動的に決定する学習手法である，省略情報に基づく部分対応学習を提案した．提案手法では，対訳文中の部分的な対応関係を効率よく決定するための対訳規則として抽出ルールを自動獲得する．獲得される抽出ルールは，句に相当する部分の範囲情報もしくは位置情報を有しているため，効率よく対訳文中の部分対応を決定することができる．このような省略情報に基づく部分対応学習を学習型機械翻訳システムに導入し，システムの学習能力と翻訳精度の向上の観点より提案手法の有効性を検証した．性能評価実験の結果，提案手法を導入することにより，翻訳精度が5.12ポイント向上した．これは，本手法を適用したことで，学習型機械翻訳システムにおける翻訳ルールの獲得能力が向上し，より翻訳に有効な翻訳ルールが増加したためである．また，統計翻訳システムとの 比較においても遜色ない翻訳能力を示した．これらの結果より，提案手法の有効性を確認した．