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広島大学大学院先進理工系科学研究科 生体システム論研究室 辻 敏夫先生にインタビューしました!

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目次

◆はじめに

『医療・看護現場で働く方に、いつもとは違った視点でその分野を研究している人を知ってもらいたい』という想いで始まったこちらの大学の研究室紹介。
第6回目は広島大学大学院先進理工系科学研究科 生体システム論研究室 教授の辻 敏夫先生にお伺いしました。

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研究の概要について教えてください

進化のプロセスを通じて自然界に育まれた生き物には、現在の工学技術では実現できないような極めて巧みで高度な生体機能が備わっています。そして、そのメカニズムを解析することは生体機能の解明のみならず、さまざまな新しい工学システムの開発につながる可能性があります。

広島大学生体システム論研究室では、生体の秘密に迫るというサイエンティストの目と人間の役に立つ機械を開発するというエンジニアの目という2つの目で、生体機能の特徴を工学的に解析し、生体システム特有の新たな原理を見い出すこと、さらにその原理に基づいて新しい医療福祉機器、産業機器を創出することを目指して、日々研究に取り組んでいます。

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研究の詳細について教えてください

人間をはじめとする生き物には、未解明の機能やメカニズムがまだまだたくさん隠されています。それらを工学的に解明して利用することができれば、21世紀を切り拓く新しい技術を創出できる可能性があります。生体システム論研究室では、広範囲にわたる生体システム論研究を以下の5つの大きな研究テーマとして捉え、それぞれのテーマのもとで具体的な研究課題を探求するとともに、各テーマを有機的に連携・融合した新たな研究領域の創出を目指しています。

研究テーマ①
「生体信号を解析・モデル化し、ヒューマンインタフェースに応用する」
筋電位信号や脳波、心電図などの生体信号を計測し、そこに含まれる人間の生理/
心理情報や意思を理解するための独自の信号処理アルゴリズムを開発するとともに、生体信号を入力とする新しいインタフェースや医療福祉機器を提案しています。

研究テーマ②
「生体運動のメカニズムを解明し、ヒューマン-マシンシステムに応用する」
人間の感覚/運動機能を計測/モデル化するとともに、モデル化した人間特性を組み込んだ新たな運動支援システムや次世代自動車操縦系などの開発を行っています。

研究テーマ③
「機械学習に基づく統計構造ニューラルネットを開発し、人間の能力を超える人工知能を実現する」
確率統計理論に基づく新しい機械学習アルゴリズムやニューラルネットを提案するとともに、医療福祉機器の学習制御技術、医療データのAI解析などに応用しています。

研究テーマ④
「脳機能・脳神経回路をモデル化し、人間の感情や感性を推定する」
脳が有する運動、感覚、知覚、学習、判断などの高次機能に着目し、人工知能技術によりその機能を工学的にモデル化/再現することを試みています。そして最終的には高次脳機能や他者の心を理解し協調して生きてゆこうとする社会脳機能、非言語的で無意識的、直感的な感性や感情の工学的理解を目指しています。

研究テーマ⑤
「医療情報マイニング技術を開発し、診断支援システムに応用する」
これまで研究開発してきた生体運動解析技術、生体信号解析技術、人工知能技術、生体シミュレーション技術などを駆使し、医工連携による新しい医療支援システムや医療機器の研究開発を行っています。

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今後の研究の展望を教えてください

現在、患者や医療従事者を支援することを目指して、以下のような医工連携研究に力を入れています。

末梢血管粘弾性の非侵襲計測と循環器応用
非観血生体信号計測と新しい血圧計測法の提案
超音波画像を用いた不安定プラークの自動検出
末梢自律神経活動評価と外科手術応用
脳卒中患者の高次脳機能/脳画像/気分障害の関係解析
パーキンソン病診断支援システムの開発
新生児・乳幼児運動診断法の提案
fMRI計測を利用した疼痛定量評価法の提案
3Dプリンタ筋電義手の開発
顔カメラによる自律神経評価と嚥下モニタリング
末梢血管剛性と起立試験による高齢者の自律神経評価(非侵襲BRS評価)
脳波信号と機械学習を用いたてんかん発作自動検出システムの開発

さらに地域病院との連携を深め、これまで培ってきた医療支援技術を臨床の場面に展開し、病院、自治体と連携しながら患者の見守りやリモートリハビリテーションを実現していきたいと考えています。そのためには、医師やエンジニアだけでなくナースの力が必要になります。実際、私たちの研究プロジェクトにはナースやPT、OTの方々が参加しておられ、医師やエンジニアと協力しながら研究を進めています。患者とかかわりながらデータを計測したり、患者の感情や感性に思いを寄せることは、医師やエンジニアよりもナースの方々の経験を活かすことができる重要な場面です。医師やエンジニアと患者を繋ぐ架け橋のような役割を負うことができるナースこそ、私たちの研究にとって必要不可欠な存在であると考えています。

◆広島大学 生体システム論研究室の基本情報

辻先生、お話ありがとうございました!
最後に、広島大学 生体システム論研究室の基本情報を記載します。

広島大学
https://www.hiroshima-u.ac.jp/
生体システム論研究室
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/

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