生体システム制御医工学

生体システム制御医工学講座では,サイバネティクス,システム制御工学,及び知能システム工学の医工学応用に関する教育研究を行います。このため,生体システム制御医工学講座には以下の分野を設置しています。

知能システム医工学

神経情報処理機構の画像解析と知的診断・治療支援システムへの応用

  • 教授 本間 経康 教授 本間 経康

本分野では,ミクロレベルの神経細胞活動からマクロレベルの脳機能に至るまで,生体情報の可視化や知的解析により,神経疾患機序解明や知的機能の数理モデル化など,医療・生命科学から理工学的な応用まで分野横断的な医工学システムに関する教育・研究を行う。国内外の多様な産学組織との共同研究により,カルシウムイメージングやMRIによる,脳・神経疾患の発症機序解明も見据えた,脳機能解明や,医師の高度な専門知識とその獲得過程の数理モデル化による診断・治療システムの知能化技術の開発などを行い,臨床応用を目指す。

  • 細胞イメージング (左),全脳イメージング (中) を用いた脳機能解析研究と知的X線画像処理(右:腫瘍抽出の例)など臨床応用へ向けた研究

    細胞イメージング (左),全脳イメージング (中) を用いた脳機能解析研究と知的X線画像処理(右:腫瘍抽出の例)など臨床応用へ向けた研究

ニューロロボティクス

ロボティクスのためのニューロサイエンス,ニューロサイエンスのためのロボティクス

  • 教授 林部 充宏 教授 林部 充宏

ロボットの世紀などと近年言われるが,特に実世界の環境との適応的インタラクションという側面ではまだまだ人間のもつ高度な運動制御,感覚機能から我々が学ぶべきことは多い。本研究室では人間の持つ環境適応,運動学習能力を工学的にも脳科学的にも深く理解するため,情報処理およびロボティクスのモデル化技術をベースとして用い脳科学的にも説明が可能なレベルで人間の運動制御,学習メカニズムの解明とそれに資する人間の運動情報の収集およびロボティクスツールを用いた解析に関する技術開発を行っています。ロボティクスのためのニューロサイエンス,ニューロサイエンスのためのロボティクスと双方向的に科学するニューロロボティクスに取り組んでいます。また運動学習と脳の環境知覚の研究から得た知見から,運動学習効果を最大限に引き出すニューロリハビリテーションを目指しています。

  1. 人間の運動制御,環境適応学習メカニズムの研究
  2. 生体感覚信号,生体機能のモデリングと同定技術の開発
  3. 脊椎動物の冗長関節制御と生物運動学習に関する研究
  4. ロボット技術のニューロリハビリテーションへの展開
  • 図1 経頭蓋直流電気刺激中のNIRS-EEG同期モデリング

    図1 経頭蓋直流電気刺激中のNIRS-EEG同期モデリング

  • 図2 筋肉の機能,生理,変形ボリュームモデリング

    図2 筋肉の機能,生理,変形ボリュームモデリング

  • 図3 足圧力計測に依存しないバランス推定

    図3 足圧力計測に依存しないバランス推定