脳-コンピュータインターフェースガイド
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上記：女性がRCドローンを操縦している EMOTIV Insight を使用しています。
脳-コンピュータ インターフェースの定義
BCI（脳-コンピュータインターフェース）とは何ですか？BCIは脳と外部デバイスの間で信号を送受信する技術のことです。脳-コンピュータインターフェースは脳-機械インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳の信号を収集し解釈し、それらを接続された機械に送信して、受信した信号に関連するコマンドを出力します。
シンプルなBCIの定義は、この技術を脳と外部デバイス間の通信リンクとして説明するかもしれません。
パッシブBCIとアクティブBCI
BCIはパッシブまたはアクティブであることができます。パッシブBCIは、個人の認知状態を理解するために脳信号を解釈するだけです。例えば、消費者調査中 のユーザーの感情状態 を検出したり、 トレーニングプログラム において感情状態を察知することができます。
上記：脳性運動障害を持つナタリー・ラブレジェールが2024年のパラリンピックの聖火リレーでアクティブBCIとEPOC Xヘッドセットを使用して外骨格アームを制御しています。詳しく学ぶ
アクティブBCIは、ユーザーが外部デバイスと対話するために脳信号を積極的に変調することを要求します。例えば、ユーザーが腕を動かすことを想像すると、ロボットアームも同様に動くことが可能です。
BCIはどのように機能しますか？
私たちの脳はニューロンと呼ばれる細胞で満たされています。私たちが考えたり、動いたり、感じたり、何かを思い出したりするたびに、私たちのニューロンが働いています。生化学的および電気的信号がその作業を実行しています。科学者たちはそれらの信号を検出し、脳波測定技術である脳波計（EEG）を使用してそれらが何を意味するかを解釈することができます。 EEG は人間の脳からの信号を読み取り、アンプに送信することができます。増幅された信号はBCIコンピュータプログラムによって解釈され、信号を使用してデバイスを制御します。
信号取得
ECoG, LFP, EEG, SU, その他
信号処理
自己回帰、フーリエ変換、 共通空間フィルター、ラプラシアンフィルター、 ウェーブレット、その他
効果器デバイスの例
スペラー
カーソル
車椅子
ドrones
おもちゃ
ビデオゲーム
モノのインターネット (IoT)
ロボットアーム
BCIとは？
BCIは脳-機械インターフェース、神経制御インターフェース、マインド-マシンインターフェース、または直接神経インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳と外部デバイス間の直接通信を可能にし、通常はそのアクティビティを制御します。BCIは脳からの信号を読み取り、機械学習アルゴリズムを使用して信号を外部アクションに変換します。
EMOTIVの共同設立者兼CEOタン・レが2010年のTEDトークでBCIソリューションと技術について説明しています：
BCIとEEG
EEGベースのBCIは、非侵襲性のEEG電極を使用して脳活動を測定し、記録された脳信号をコマンドに変換する技術を特徴としています。
BCIはEEGを通じて測定された脳活動の変化を検出します。BCI技術は次にこれらの信号を機械学習アルゴリズムに中継します。機械学習アルゴリズムは、特定の感情、行動、表現に関連するEEG脳活動を把握するように訓練されています。アルゴリズムが一致するEEG脳活動を特定すると、BCIはデバイス（コンピューターのカーソル、ロボットアーム、車椅子など）を制御するための外部コマンドを送信できます。
デバイスは、物理的なオブジェクトを制御する場合でもデジタルインターフェースを制御する場合でも、これらのコマンドを解釈し実行するようにプログラムされています。EEGデバイスを装着した被験者が「左に移動」と考えると、カーソルが左に移動します — これはデジタルインターフェース上で行われた外部アクションの例です。
BCIは何に使われますか？
脳-コンピュータインターフェースの研究
BCI研究（脳-機械インターフェース研究とも呼ばれる）は、急速に成長している分野です。学術研究者は、BCIユーザーが脳活動のみでコンピュータソフトウェアと直接対話できるかどうかを調査してきました。一つの研究では、BCIシステムが脳活動を検出して分類する能力をテストしました。このシステムは、すべてのメンタルアクションを成功裏に実行し、追加のトレーニングデータで改善されることがわかりました。
脳活動を通じて外部デバイスを操作する能力により、脳-コンピュータインターフェース研究の大部分はリモートコントロールに焦点を当てています。BCI研究者は、BCIデバイスで制御された人型ロボットを使用してリモート環境を操作することもありました。BCIはユーザーがリモート環境でロボットを便利に制御できるようにします。人間のユーザーはロボットからフィードバックを受け取り、リモート環境に完全に没入している感覚を得ます。これは、軍事作戦、医療作戦、災害管理、捜索・救助作戦など、さまざまなBCI使用ケースで有用です。
研究者はまた、BCIを使用して、神経ネットワークがリアルタイムで何をしているかを理解しようとしています。ほとんどの神経組織システムは、個々のニューロンのレベルで理解されるか、認知レベルで哲学的に議論されています。BCIは、特定の組織システムが電気刺激にどのように反応するか、そしてそれが認知レベルで何を意味するかを研究するために使用されています。
***免責事項 – EMOTIV製品は研究用途および個人使用にのみ使用されることを意図しています。私たちの製品は、EU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されておらず、病気の診断や治療に使用するようには設計されていません。
神経リハビリテーションにおける脳-コンピュータインターフェース
脳-コンピュータインターフェースは、四肢の機能がない、補助具が必要な、または話すことができない人々を助けることができます。神経リハビリテーション（神経系障害、傷害または病気を持つ人々を助けることを目的とした医師支援のプロセス）における脳-コンピュータインターフェースの使用は、個人が日常の体験をナビゲートする能力を改善するのに役立ちます。BCIは、脳卒中や怪我の後のリハビリテーションによく使用されます。将来的には、BCI医療製品が手術や他の医療操作に使用されるのを見るかもしれません。
BCIは、運動機能に障害のある人々が脳活動を使用して環境内のオブジェクトを制御し、コミュニケーションを図ることを可能にします。脳-コンピュータインターフェースはEEG信号を使用して、義肢やコンピュータインターフェースを制御するのに役立ちます。
脳-コンピュータインターフェースゲーム
BCIソフトウェアは、EEGデータからのメンタルコマンドをビデオゲームのコマンドに「翻訳」することができます。 脳-コンピュータインターフェースゲームでは、被験者は仮想オブジェクトを制御するために設計されたVRゲームをプレイしている間、EEGヘッドセットを着用します。BCIゲームでは、従来のゲームコントローラーを使用する代わりに、被験者はメンタルコマンドを使用して「押す」、「引く」または「ジャンプ」などの動作を有効にします。BCIはEEGからメンタルコマンドを処理し、VRゲーム内で対応するアクションをトリガーします（直接神経インターフェース仮想現実）。
EMOTIV EPOCは2011年にビデオゲームコントローラーとして登場しました。時代を先取りした製品として、EEGハードウェア、ソフトウェア、新機械学習の進展により、脳でビデオゲームをプレイすることがこれまでになく簡単になりました。
当時：2011年にEPOC+でハンズフリーで スピリットマウンテンをプレイ中。(出典) スピリットマウンテンはBCIゲーム用にゼロから開発されました。 |
 今：2024年にEPOC Xでハンズフリーで エルデンリングをプレイします。(出典) エルデンリングはPCとコンソール用に開発され、Cortex APIを使用したカスタムBCIコントローラーが開発され、ハンズフリーでプレイできるようになりました。 |
EmotivBCIソフトウェアをダウンロード
BCIゲームを開発
あなたのBCIプロジェクトを私たちと共有してください！ソーシャルメディアで #EMOTIV とタグ付けするか、メールで hello@emotiv.comまでご連絡ください。
もっと助けが必要ですか？ お問い合わせください
脳-コンピュータインターフェースが私たちの生活をどのように変えることができるか？
BCIは、運動障害を持つ被験者にとって、身体的な行動を行うことを可能にするため、生活を変える可能性を持っています。BCIは脳信号をコマンド結果に変換し、人工知能アルゴリズムを使用しています。これらのコマンドは、車椅子、義肢、またはその他の支援技術を制御するために使用できます。
BCI技術には、すべての能力レベルの人々にとって日常のタスクを容易にする可能性があります。例えば、BCIはタイピングや音声コマンドの必要性を排除することができ、被験者は脳活動を通じてコンピュータに対してナビゲーションや入力コマンドを発行できます。
脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題
BCI技術には生活を変える可能性が伴う一方で、倫理的な含意もあります。脳-コンピュータインターフェースの研究分野が成長し、脳-コンピュータインターフェースアプリケーションにおける技術が改善されるにつれて、さまざまな脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題が提起されています。
BCIのセキュリティ問題
BCIはソフトウェアアプリケーションであり、外部デバイスに情報を送信するすべてのソフトウェアのように、送信されたデータは悪用のために抽出される可能性があります。BCI技術においては、BCIが被験者の神経系から直接信号をキャプチャするため、セキュリティが特に重要です。BCIは現在、ユーザーの意図、私的な思考、または彼らが読んでいることや見ていることを抽出することはできませんが、BCIデータを特定の刺激と組み合わせることで、いつかそれが可能になるかもしれません。BCIはユーザーの健康状態や特定のイベントへの親しみを判断するために使用される可能性があり、これは重要なプライバシーリスクをもたらします。
BCIのプライバシー問題
同様に、プライバシーはBCI倫理における重要な問題です。キャプチャされた神経信号は、ユーザーの私的情報にアクセスするために使用される可能性があります。倫理学者は、BCIデータがどのように保存され、保護されるべきかについて懸念を表明しています。例えば、BCIデータは医療データとして扱われるべきか、商業データとして扱われるべきか？BCIデータは匿名化されるべきか？ユーザーは自分のBCIデータが商業目的で使用されているかどうかをどのように知ることができますか？脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題に関する議論の多くはまだ形成されている段階ですが、プライバシーとセキュリティの問題は重要な懸念事項であり続けます。
EMOTIVがあなたの脳データをどのように安全に保つかを学ぶ。
BCIの使用例
こちらは、現在使用されている一般的な脳-コンピュータインターフェースの例です：
神経科学
軍事
医学
救助 / 災害管理
セキュリティ
教育
リハビリテーション
BCIの簡潔な歴史
BCIの歴史の最初のポイントは、ドイツの生理学者および精神科医ハンス・ベルガーにさかのぼります。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。彼は1924年に最初の人間のEEG脳波を記録したことで知られています。
最初に公開されたBCI実験は、EEGを使用して画面上のカーソルを移動させるものでした。この1977年の実験は、研究所でのBCIの成功した導入として記録された初のものです。
1988年のStevo Bozinovski、Mihail Sestakov、Liljana Bozinovskaによる画期的な実験は、BCIとEEGを使用してロボットを制御しました。被験者は、EEGマシンからBCIソフトウェアに送信された脳信号を使用して、ロボットが床に沿って移動するのを指示しました。この実験は、EEGマシンを使用して物理オブジェクトを成功裏に制御した最初のものです。
それ以来、さまざまな神経技術会社が設立され、BCIインプラントやウェアラブル技術を安全かつ効果的に日常で使用することを目的としています。EMOTIVは、2011年にワイヤレスEEGヘッドセットを初めて導入しました。
最近では、2017年に四肢麻痺のロドリゴ・フブナー・メンデスが、BCI技術とEMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波だけでF1カーを運転することに成功した最初の人物となりました。
起業家イーロン・マスクのNeuralinkは、人間の脳にインプラント可能なBCIデバイスを作成することに焦点を当てたベンチャー企業です。2024年、参加者のアレックスは脳波を使用してカーソルを制御し、ビデオゲームをプレイすることに成功しました。
Facebookも2017年にBCIを開発していると発表しました。Facebookの脳-コンピュータインターフェースは、非侵襲的な脳-コンピュータインターフェースを通じて脳波だけでタイピングを可能にすることを目指しています。
誰が脳-コンピュータインターフェースを発明したのか？
UCLAの教授ジャック・ヴィダルは「BCI」という用語を coinedし、このトピックに関する最初の査読付き出版物を制作しました。ヴィダルはBCIの発明者として広く認識されています。
EMOTIVは脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供していますか？
はい！EMOTIVは、エンタープライズソリューション、個人使用、ワイヤレスEEG技術の分野で認識された先駆者および市場リーダーです。
EMOTIVは、独自の脳-コンピュータインターフェースソフトウェアであるEmotivBCIと連携できる脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供しています。EmotivBCIは、コンピュータ内でBCIを実装するために直接使用できます。無料のオープンソースプラットフォームNodeRedと接続し、BCIの出力を多くの互換性のある外部ハードウェアデバイスにインターフェースし、現実の機器を直接的に脳で制御できます。EmotivBCIとNodeRedは、開発者がBCIアプリケーションを構築できるようにします。EMOTIVの脳-コンピュータインターフェースデバイスには、EMOTIV InsightとEMOTIV EPOC X EEGヘッドセットが含まれています。
すべてのEMOTIV BCI製品を表示
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上記：女性がRCドローンを操縦している EMOTIV Insight を使用しています。
脳-コンピュータ インターフェースの定義
BCI（脳-コンピュータインターフェース）とは何ですか？BCIは脳と外部デバイスの間で信号を送受信する技術のことです。脳-コンピュータインターフェースは脳-機械インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳の信号を収集し解釈し、それらを接続された機械に送信して、受信した信号に関連するコマンドを出力します。
シンプルなBCIの定義は、この技術を脳と外部デバイス間の通信リンクとして説明するかもしれません。
パッシブBCIとアクティブBCI
BCIはパッシブまたはアクティブであることができます。パッシブBCIは、個人の認知状態を理解するために脳信号を解釈するだけです。例えば、消費者調査中 のユーザーの感情状態 を検出したり、 トレーニングプログラム において感情状態を察知することができます。
上記：脳性運動障害を持つナタリー・ラブレジェールが2024年のパラリンピックの聖火リレーでアクティブBCIとEPOC Xヘッドセットを使用して外骨格アームを制御しています。詳しく学ぶ
アクティブBCIは、ユーザーが外部デバイスと対話するために脳信号を積極的に変調することを要求します。例えば、ユーザーが腕を動かすことを想像すると、ロボットアームも同様に動くことが可能です。
BCIはどのように機能しますか？
私たちの脳はニューロンと呼ばれる細胞で満たされています。私たちが考えたり、動いたり、感じたり、何かを思い出したりするたびに、私たちのニューロンが働いています。生化学的および電気的信号がその作業を実行しています。科学者たちはそれらの信号を検出し、脳波測定技術である脳波計（EEG）を使用してそれらが何を意味するかを解釈することができます。 EEG は人間の脳からの信号を読み取り、アンプに送信することができます。増幅された信号はBCIコンピュータプログラムによって解釈され、信号を使用してデバイスを制御します。
信号取得
ECoG, LFP, EEG, SU, その他
信号処理
自己回帰、フーリエ変換、 共通空間フィルター、ラプラシアンフィルター、 ウェーブレット、その他
効果器デバイスの例
スペラー
カーソル
車椅子
ドrones
おもちゃ
ビデオゲーム
モノのインターネット (IoT)
ロボットアーム
BCIとは？
BCIは脳-機械インターフェース、神経制御インターフェース、マインド-マシンインターフェース、または直接神経インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳と外部デバイス間の直接通信を可能にし、通常はそのアクティビティを制御します。BCIは脳からの信号を読み取り、機械学習アルゴリズムを使用して信号を外部アクションに変換します。
EMOTIVの共同設立者兼CEOタン・レが2010年のTEDトークでBCIソリューションと技術について説明しています：
BCIとEEG
EEGベースのBCIは、非侵襲性のEEG電極を使用して脳活動を測定し、記録された脳信号をコマンドに変換する技術を特徴としています。
BCIはEEGを通じて測定された脳活動の変化を検出します。BCI技術は次にこれらの信号を機械学習アルゴリズムに中継します。機械学習アルゴリズムは、特定の感情、行動、表現に関連するEEG脳活動を把握するように訓練されています。アルゴリズムが一致するEEG脳活動を特定すると、BCIはデバイス（コンピューターのカーソル、ロボットアーム、車椅子など）を制御するための外部コマンドを送信できます。
デバイスは、物理的なオブジェクトを制御する場合でもデジタルインターフェースを制御する場合でも、これらのコマンドを解釈し実行するようにプログラムされています。EEGデバイスを装着した被験者が「左に移動」と考えると、カーソルが左に移動します — これはデジタルインターフェース上で行われた外部アクションの例です。
BCIは何に使われますか？
脳-コンピュータインターフェースの研究
BCI研究（脳-機械インターフェース研究とも呼ばれる）は、急速に成長している分野です。学術研究者は、BCIユーザーが脳活動のみでコンピュータソフトウェアと直接対話できるかどうかを調査してきました。一つの研究では、BCIシステムが脳活動を検出して分類する能力をテストしました。このシステムは、すべてのメンタルアクションを成功裏に実行し、追加のトレーニングデータで改善されることがわかりました。
脳活動を通じて外部デバイスを操作する能力により、脳-コンピュータインターフェース研究の大部分はリモートコントロールに焦点を当てています。BCI研究者は、BCIデバイスで制御された人型ロボットを使用してリモート環境を操作することもありました。BCIはユーザーがリモート環境でロボットを便利に制御できるようにします。人間のユーザーはロボットからフィードバックを受け取り、リモート環境に完全に没入している感覚を得ます。これは、軍事作戦、医療作戦、災害管理、捜索・救助作戦など、さまざまなBCI使用ケースで有用です。
研究者はまた、BCIを使用して、神経ネットワークがリアルタイムで何をしているかを理解しようとしています。ほとんどの神経組織システムは、個々のニューロンのレベルで理解されるか、認知レベルで哲学的に議論されています。BCIは、特定の組織システムが電気刺激にどのように反応するか、そしてそれが認知レベルで何を意味するかを研究するために使用されています。
***免責事項 – EMOTIV製品は研究用途および個人使用にのみ使用されることを意図しています。私たちの製品は、EU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されておらず、病気の診断や治療に使用するようには設計されていません。
神経リハビリテーションにおける脳-コンピュータインターフェース
脳-コンピュータインターフェースは、四肢の機能がない、補助具が必要な、または話すことができない人々を助けることができます。神経リハビリテーション（神経系障害、傷害または病気を持つ人々を助けることを目的とした医師支援のプロセス）における脳-コンピュータインターフェースの使用は、個人が日常の体験をナビゲートする能力を改善するのに役立ちます。BCIは、脳卒中や怪我の後のリハビリテーションによく使用されます。将来的には、BCI医療製品が手術や他の医療操作に使用されるのを見るかもしれません。
BCIは、運動機能に障害のある人々が脳活動を使用して環境内のオブジェクトを制御し、コミュニケーションを図ることを可能にします。脳-コンピュータインターフェースはEEG信号を使用して、義肢やコンピュータインターフェースを制御するのに役立ちます。
脳-コンピュータインターフェースゲーム
BCIソフトウェアは、EEGデータからのメンタルコマンドをビデオゲームのコマンドに「翻訳」することができます。 脳-コンピュータインターフェースゲームでは、被験者は仮想オブジェクトを制御するために設計されたVRゲームをプレイしている間、EEGヘッドセットを着用します。BCIゲームでは、従来のゲームコントローラーを使用する代わりに、被験者はメンタルコマンドを使用して「押す」、「引く」または「ジャンプ」などの動作を有効にします。BCIはEEGからメンタルコマンドを処理し、VRゲーム内で対応するアクションをトリガーします（直接神経インターフェース仮想現実）。
EMOTIV EPOCは2011年にビデオゲームコントローラーとして登場しました。時代を先取りした製品として、EEGハードウェア、ソフトウェア、新機械学習の進展により、脳でビデオゲームをプレイすることがこれまでになく簡単になりました。
当時：2011年にEPOC+でハンズフリーで スピリットマウンテンをプレイ中。(出典) スピリットマウンテンはBCIゲーム用にゼロから開発されました。 |
今：2024年にEPOC Xでハンズフリーで エルデンリングをプレイします。(出典) エルデンリングはPCとコンソール用に開発され、Cortex APIを使用したカスタムBCIコントローラーが開発され、ハンズフリーでプレイできるようになりました。 |
EmotivBCIソフトウェアをダウンロード
BCIゲームを開発
あなたのBCIプロジェクトを私たちと共有してください！ソーシャルメディアで #EMOTIV とタグ付けするか、メールで hello@emotiv.comまでご連絡ください。
もっと助けが必要ですか？ お問い合わせください
脳-コンピュータインターフェースが私たちの生活をどのように変えることができるか？
BCIは、運動障害を持つ被験者にとって、身体的な行動を行うことを可能にするため、生活を変える可能性を持っています。BCIは脳信号をコマンド結果に変換し、人工知能アルゴリズムを使用しています。これらのコマンドは、車椅子、義肢、またはその他の支援技術を制御するために使用できます。
BCI技術には、すべての能力レベルの人々にとって日常のタスクを容易にする可能性があります。例えば、BCIはタイピングや音声コマンドの必要性を排除することができ、被験者は脳活動を通じてコンピュータに対してナビゲーションや入力コマンドを発行できます。
脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題
BCI技術には生活を変える可能性が伴う一方で、倫理的な含意もあります。脳-コンピュータインターフェースの研究分野が成長し、脳-コンピュータインターフェースアプリケーションにおける技術が改善されるにつれて、さまざまな脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題が提起されています。
BCIのセキュリティ問題
BCIはソフトウェアアプリケーションであり、外部デバイスに情報を送信するすべてのソフトウェアのように、送信されたデータは悪用のために抽出される可能性があります。BCI技術においては、BCIが被験者の神経系から直接信号をキャプチャするため、セキュリティが特に重要です。BCIは現在、ユーザーの意図、私的な思考、または彼らが読んでいることや見ていることを抽出することはできませんが、BCIデータを特定の刺激と組み合わせることで、いつかそれが可能になるかもしれません。BCIはユーザーの健康状態や特定のイベントへの親しみを判断するために使用される可能性があり、これは重要なプライバシーリスクをもたらします。
BCIのプライバシー問題
同様に、プライバシーはBCI倫理における重要な問題です。キャプチャされた神経信号は、ユーザーの私的情報にアクセスするために使用される可能性があります。倫理学者は、BCIデータがどのように保存され、保護されるべきかについて懸念を表明しています。例えば、BCIデータは医療データとして扱われるべきか、商業データとして扱われるべきか？BCIデータは匿名化されるべきか？ユーザーは自分のBCIデータが商業目的で使用されているかどうかをどのように知ることができますか？脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題に関する議論の多くはまだ形成されている段階ですが、プライバシーとセキュリティの問題は重要な懸念事項であり続けます。
EMOTIVがあなたの脳データをどのように安全に保つかを学ぶ。
BCIの使用例
こちらは、現在使用されている一般的な脳-コンピュータインターフェースの例です：
神経科学
軍事
医学
救助 / 災害管理
セキュリティ
教育
リハビリテーション
BCIの簡潔な歴史
BCIの歴史の最初のポイントは、ドイツの生理学者および精神科医ハンス・ベルガーにさかのぼります。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。彼は1924年に最初の人間のEEG脳波を記録したことで知られています。
最初に公開されたBCI実験は、EEGを使用して画面上のカーソルを移動させるものでした。この1977年の実験は、研究所でのBCIの成功した導入として記録された初のものです。
1988年のStevo Bozinovski、Mihail Sestakov、Liljana Bozinovskaによる画期的な実験は、BCIとEEGを使用してロボットを制御しました。被験者は、EEGマシンからBCIソフトウェアに送信された脳信号を使用して、ロボットが床に沿って移動するのを指示しました。この実験は、EEGマシンを使用して物理オブジェクトを成功裏に制御した最初のものです。
それ以来、さまざまな神経技術会社が設立され、BCIインプラントやウェアラブル技術を安全かつ効果的に日常で使用することを目的としています。EMOTIVは、2011年にワイヤレスEEGヘッドセットを初めて導入しました。
最近では、2017年に四肢麻痺のロドリゴ・フブナー・メンデスが、BCI技術とEMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波だけでF1カーを運転することに成功した最初の人物となりました。
起業家イーロン・マスクのNeuralinkは、人間の脳にインプラント可能なBCIデバイスを作成することに焦点を当てたベンチャー企業です。2024年、参加者のアレックスは脳波を使用してカーソルを制御し、ビデオゲームをプレイすることに成功しました。
Facebookも2017年にBCIを開発していると発表しました。Facebookの脳-コンピュータインターフェースは、非侵襲的な脳-コンピュータインターフェースを通じて脳波だけでタイピングを可能にすることを目指しています。
誰が脳-コンピュータインターフェースを発明したのか？
UCLAの教授ジャック・ヴィダルは「BCI」という用語を coinedし、このトピックに関する最初の査読付き出版物を制作しました。ヴィダルはBCIの発明者として広く認識されています。
EMOTIVは脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供していますか？
はい！EMOTIVは、エンタープライズソリューション、個人使用、ワイヤレスEEG技術の分野で認識された先駆者および市場リーダーです。
EMOTIVは、独自の脳-コンピュータインターフェースソフトウェアであるEmotivBCIと連携できる脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供しています。EmotivBCIは、コンピュータ内でBCIを実装するために直接使用できます。無料のオープンソースプラットフォームNodeRedと接続し、BCIの出力を多くの互換性のある外部ハードウェアデバイスにインターフェースし、現実の機器を直接的に脳で制御できます。EmotivBCIとNodeRedは、開発者がBCIアプリケーションを構築できるようにします。EMOTIVの脳-コンピュータインターフェースデバイスには、EMOTIV InsightとEMOTIV EPOC X EEGヘッドセットが含まれています。
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脳-コンピュータ インターフェースの定義
BCI（脳-コンピュータインターフェース）とは何ですか？BCIは脳と外部デバイスの間で信号を送受信する技術のことです。脳-コンピュータインターフェースは脳-機械インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳の信号を収集し解釈し、それらを接続された機械に送信して、受信した信号に関連するコマンドを出力します。
シンプルなBCIの定義は、この技術を脳と外部デバイス間の通信リンクとして説明するかもしれません。
パッシブBCIとアクティブBCI
BCIはパッシブまたはアクティブであることができます。パッシブBCIは、個人の認知状態を理解するために脳信号を解釈するだけです。例えば、消費者調査中 のユーザーの感情状態 を検出したり、 トレーニングプログラム において感情状態を察知することができます。
上記：脳性運動障害を持つナタリー・ラブレジェールが2024年のパラリンピックの聖火リレーでアクティブBCIとEPOC Xヘッドセットを使用して外骨格アームを制御しています。詳しく学ぶ
アクティブBCIは、ユーザーが外部デバイスと対話するために脳信号を積極的に変調することを要求します。例えば、ユーザーが腕を動かすことを想像すると、ロボットアームも同様に動くことが可能です。
BCIはどのように機能しますか？
私たちの脳はニューロンと呼ばれる細胞で満たされています。私たちが考えたり、動いたり、感じたり、何かを思い出したりするたびに、私たちのニューロンが働いています。生化学的および電気的信号がその作業を実行しています。科学者たちはそれらの信号を検出し、脳波測定技術である脳波計（EEG）を使用してそれらが何を意味するかを解釈することができます。 EEG は人間の脳からの信号を読み取り、アンプに送信することができます。増幅された信号はBCIコンピュータプログラムによって解釈され、信号を使用してデバイスを制御します。
信号取得
ECoG, LFP, EEG, SU, その他
信号処理
自己回帰、フーリエ変換、 共通空間フィルター、ラプラシアンフィルター、 ウェーブレット、その他
効果器デバイスの例
スペラー
カーソル
車椅子
ドrones
おもちゃ
ビデオゲーム
モノのインターネット (IoT)
ロボットアーム
BCIとは？
BCIは脳-機械インターフェース、神経制御インターフェース、マインド-マシンインターフェース、または直接神経インターフェースとも呼ばれます。BCIは脳と外部デバイス間の直接通信を可能にし、通常はそのアクティビティを制御します。BCIは脳からの信号を読み取り、機械学習アルゴリズムを使用して信号を外部アクションに変換します。
EMOTIVの共同設立者兼CEOタン・レが2010年のTEDトークでBCIソリューションと技術について説明しています：
BCIとEEG
EEGベースのBCIは、非侵襲性のEEG電極を使用して脳活動を測定し、記録された脳信号をコマンドに変換する技術を特徴としています。
BCIはEEGを通じて測定された脳活動の変化を検出します。BCI技術は次にこれらの信号を機械学習アルゴリズムに中継します。機械学習アルゴリズムは、特定の感情、行動、表現に関連するEEG脳活動を把握するように訓練されています。アルゴリズムが一致するEEG脳活動を特定すると、BCIはデバイス（コンピューターのカーソル、ロボットアーム、車椅子など）を制御するための外部コマンドを送信できます。
デバイスは、物理的なオブジェクトを制御する場合でもデジタルインターフェースを制御する場合でも、これらのコマンドを解釈し実行するようにプログラムされています。EEGデバイスを装着した被験者が「左に移動」と考えると、カーソルが左に移動します — これはデジタルインターフェース上で行われた外部アクションの例です。
BCIは何に使われますか？
脳-コンピュータインターフェースの研究
BCI研究（脳-機械インターフェース研究とも呼ばれる）は、急速に成長している分野です。学術研究者は、BCIユーザーが脳活動のみでコンピュータソフトウェアと直接対話できるかどうかを調査してきました。一つの研究では、BCIシステムが脳活動を検出して分類する能力をテストしました。このシステムは、すべてのメンタルアクションを成功裏に実行し、追加のトレーニングデータで改善されることがわかりました。
脳活動を通じて外部デバイスを操作する能力により、脳-コンピュータインターフェース研究の大部分はリモートコントロールに焦点を当てています。BCI研究者は、BCIデバイスで制御された人型ロボットを使用してリモート環境を操作することもありました。BCIはユーザーがリモート環境でロボットを便利に制御できるようにします。人間のユーザーはロボットからフィードバックを受け取り、リモート環境に完全に没入している感覚を得ます。これは、軍事作戦、医療作戦、災害管理、捜索・救助作戦など、さまざまなBCI使用ケースで有用です。
研究者はまた、BCIを使用して、神経ネットワークがリアルタイムで何をしているかを理解しようとしています。ほとんどの神経組織システムは、個々のニューロンのレベルで理解されるか、認知レベルで哲学的に議論されています。BCIは、特定の組織システムが電気刺激にどのように反応するか、そしてそれが認知レベルで何を意味するかを研究するために使用されています。
***免責事項 – EMOTIV製品は研究用途および個人使用にのみ使用されることを意図しています。私たちの製品は、EU指令93/42/EECで定義される医療機器として販売されておらず、病気の診断や治療に使用するようには設計されていません。
神経リハビリテーションにおける脳-コンピュータインターフェース
脳-コンピュータインターフェースは、四肢の機能がない、補助具が必要な、または話すことができない人々を助けることができます。神経リハビリテーション（神経系障害、傷害または病気を持つ人々を助けることを目的とした医師支援のプロセス）における脳-コンピュータインターフェースの使用は、個人が日常の体験をナビゲートする能力を改善するのに役立ちます。BCIは、脳卒中や怪我の後のリハビリテーションによく使用されます。将来的には、BCI医療製品が手術や他の医療操作に使用されるのを見るかもしれません。
BCIは、運動機能に障害のある人々が脳活動を使用して環境内のオブジェクトを制御し、コミュニケーションを図ることを可能にします。脳-コンピュータインターフェースはEEG信号を使用して、義肢やコンピュータインターフェースを制御するのに役立ちます。
脳-コンピュータインターフェースゲーム
BCIソフトウェアは、EEGデータからのメンタルコマンドをビデオゲームのコマンドに「翻訳」することができます。 脳-コンピュータインターフェースゲームでは、被験者は仮想オブジェクトを制御するために設計されたVRゲームをプレイしている間、EEGヘッドセットを着用します。BCIゲームでは、従来のゲームコントローラーを使用する代わりに、被験者はメンタルコマンドを使用して「押す」、「引く」または「ジャンプ」などの動作を有効にします。BCIはEEGからメンタルコマンドを処理し、VRゲーム内で対応するアクションをトリガーします（直接神経インターフェース仮想現実）。
EMOTIV EPOCは2011年にビデオゲームコントローラーとして登場しました。時代を先取りした製品として、EEGハードウェア、ソフトウェア、新機械学習の進展により、脳でビデオゲームをプレイすることがこれまでになく簡単になりました。
当時：2011年にEPOC+でハンズフリーで スピリットマウンテンをプレイ中。(出典) スピリットマウンテンはBCIゲーム用にゼロから開発されました。 |
今：2024年にEPOC Xでハンズフリーで エルデンリングをプレイします。(出典) エルデンリングはPCとコンソール用に開発され、Cortex APIを使用したカスタムBCIコントローラーが開発され、ハンズフリーでプレイできるようになりました。 |
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BCIゲームを開発
あなたのBCIプロジェクトを私たちと共有してください！ソーシャルメディアで #EMOTIV とタグ付けするか、メールで hello@emotiv.comまでご連絡ください。
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脳-コンピュータインターフェースが私たちの生活をどのように変えることができるか？
BCIは、運動障害を持つ被験者にとって、身体的な行動を行うことを可能にするため、生活を変える可能性を持っています。BCIは脳信号をコマンド結果に変換し、人工知能アルゴリズムを使用しています。これらのコマンドは、車椅子、義肢、またはその他の支援技術を制御するために使用できます。
BCI技術には、すべての能力レベルの人々にとって日常のタスクを容易にする可能性があります。例えば、BCIはタイピングや音声コマンドの必要性を排除することができ、被験者は脳活動を通じてコンピュータに対してナビゲーションや入力コマンドを発行できます。
脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題
BCI技術には生活を変える可能性が伴う一方で、倫理的な含意もあります。脳-コンピュータインターフェースの研究分野が成長し、脳-コンピュータインターフェースアプリケーションにおける技術が改善されるにつれて、さまざまな脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題が提起されています。
BCIのセキュリティ問題
BCIはソフトウェアアプリケーションであり、外部デバイスに情報を送信するすべてのソフトウェアのように、送信されたデータは悪用のために抽出される可能性があります。BCI技術においては、BCIが被験者の神経系から直接信号をキャプチャするため、セキュリティが特に重要です。BCIは現在、ユーザーの意図、私的な思考、または彼らが読んでいることや見ていることを抽出することはできませんが、BCIデータを特定の刺激と組み合わせることで、いつかそれが可能になるかもしれません。BCIはユーザーの健康状態や特定のイベントへの親しみを判断するために使用される可能性があり、これは重要なプライバシーリスクをもたらします。
BCIのプライバシー問題
同様に、プライバシーはBCI倫理における重要な問題です。キャプチャされた神経信号は、ユーザーの私的情報にアクセスするために使用される可能性があります。倫理学者は、BCIデータがどのように保存され、保護されるべきかについて懸念を表明しています。例えば、BCIデータは医療データとして扱われるべきか、商業データとして扱われるべきか？BCIデータは匿名化されるべきか？ユーザーは自分のBCIデータが商業目的で使用されているかどうかをどのように知ることができますか？脳-コンピュータインターフェースの倫理的問題に関する議論の多くはまだ形成されている段階ですが、プライバシーとセキュリティの問題は重要な懸念事項であり続けます。
EMOTIVがあなたの脳データをどのように安全に保つかを学ぶ。
BCIの使用例
こちらは、現在使用されている一般的な脳-コンピュータインターフェースの例です：
神経科学
軍事
医学
救助 / 災害管理
セキュリティ
教育
リハビリテーション
BCIの簡潔な歴史
BCIの歴史の最初のポイントは、ドイツの生理学者および精神科医ハンス・ベルガーにさかのぼります。ベルガーは、EEG信号を記録する装置である脳波計を発明しました。彼は1924年に最初の人間のEEG脳波を記録したことで知られています。
最初に公開されたBCI実験は、EEGを使用して画面上のカーソルを移動させるものでした。この1977年の実験は、研究所でのBCIの成功した導入として記録された初のものです。
1988年のStevo Bozinovski、Mihail Sestakov、Liljana Bozinovskaによる画期的な実験は、BCIとEEGを使用してロボットを制御しました。被験者は、EEGマシンからBCIソフトウェアに送信された脳信号を使用して、ロボットが床に沿って移動するのを指示しました。この実験は、EEGマシンを使用して物理オブジェクトを成功裏に制御した最初のものです。
それ以来、さまざまな神経技術会社が設立され、BCIインプラントやウェアラブル技術を安全かつ効果的に日常で使用することを目的としています。EMOTIVは、2011年にワイヤレスEEGヘッドセットを初めて導入しました。
最近では、2017年に四肢麻痺のロドリゴ・フブナー・メンデスが、BCI技術とEMOTIV EEGヘッドセットを使用して脳波だけでF1カーを運転することに成功した最初の人物となりました。
起業家イーロン・マスクのNeuralinkは、人間の脳にインプラント可能なBCIデバイスを作成することに焦点を当てたベンチャー企業です。2024年、参加者のアレックスは脳波を使用してカーソルを制御し、ビデオゲームをプレイすることに成功しました。
Facebookも2017年にBCIを開発していると発表しました。Facebookの脳-コンピュータインターフェースは、非侵襲的な脳-コンピュータインターフェースを通じて脳波だけでタイピングを可能にすることを目指しています。
誰が脳-コンピュータインターフェースを発明したのか？
UCLAの教授ジャック・ヴィダルは「BCI」という用語を coinedし、このトピックに関する最初の査読付き出版物を制作しました。ヴィダルはBCIの発明者として広く認識されています。
EMOTIVは脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供していますか？
はい！EMOTIVは、エンタープライズソリューション、個人使用、ワイヤレスEEG技術の分野で認識された先駆者および市場リーダーです。
EMOTIVは、独自の脳-コンピュータインターフェースソフトウェアであるEmotivBCIと連携できる脳-コンピュータインターフェースデバイスを提供しています。EmotivBCIは、コンピュータ内でBCIを実装するために直接使用できます。無料のオープンソースプラットフォームNodeRedと接続し、BCIの出力を多くの互換性のある外部ハードウェアデバイスにインターフェースし、現実の機器を直接的に脳で制御できます。EmotivBCIとNodeRedは、開発者がBCIアプリケーションを構築できるようにします。EMOTIVの脳-コンピュータインターフェースデバイスには、EMOTIV InsightとEMOTIV EPOC X EEGヘッドセットが含まれています。
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