体が不自由な方の生活の幅を広げるための、大西先生が研究を進める「福祉×ものづくり」とは？

ボランティア活動がきっかけで、「福祉機器をつくりたい」という思いが芽生えたという大西 章也（あきなり）先生。現在は香川高専で、BMIを使った研究をされています。そんな大西先生に、大学での研究内容や高専の教員になった理由についてお伺いしました。

子供の頃から「ものづくり」が好きだった

―大西先生は、どのような子ども時代を送られていたんですか？

小さい頃から、ものづくりが好きでしたね。親と一緒に、段ボールを使って工作をしたり、砂遊びをしたりしていました。小学校に上がってからは、ゲームで遊ぶようになりましたね。中学生になってからは「自分でゲームがつくれるようになりたい」と思ったんですよ。でも、当時はインターネットがなかったので、自分で情報が仕入れられませんでした。

そんなときに近くの本屋でたまたまプログラミングの本を見つけたんです。本に書かれた通りに真っ暗な画面にプログラムを打っていったら、ゲームが動き始めて。初めての体験だったので感動しましたね！

「プログラミング×福祉」が学べる、大分大学へ進学

―高校ご卒業後、大分大学に進まれたんですね。

中学生のときに福祉施設でボランティアをしていた経験から、「将来は福祉機器をつくりたい」と思っていました。大分大学に「福祉環境工学科」があることを知って、まさに「自分が求めていたものはこれだ！」と思いましたね。

私が進んだ「メカトロニクスコース」は、電気・機械・システム工学を満遍なく学べる学科でした。幅広い分野が学べるというメリットはありましたが、それぞれの授業のコマ数が少なく、知識が浅くなってしまうのがデメリットだったんです。「このままでは専門的に学んでいる人に負けてしまう」と思いました。

そこで、自分で本を買ってプラスアルファで勉強をするようになりました。部品や道具を買って実験をすることもありましたが、夢があったから苦ではありませんでしたね。

―大学時代の研究内容について教えてください。

音声を使ってマウスカーソルを制御する装置の研究をしていました。これは、体が不自由な方のための装置です。「声を使って機器の操作ができれば、生活の幅が広がる」ことが分かり、研究にのめり込みました。

この研究で苦労したのは、「音の検出」です。音の母音を検出して、マウスカーソルの位置を検出するのですが、この検出の作業が難しかったんですよ。思った部分に検出がされず、信号処理の部分を工夫して、検出の精度を良くするように心がけました。

「売れる機器」より「新しい機器」が、つくりたかった

―大学院に進まれた理由を教えてください。

大学卒業後、福祉機器を取り扱っている企業に就職しようかとも思いました。しかし、企業に就職してしまうと「売れる機器」をつくらなければならないと感じてしまったんです。私は「新しい機器をつくる」ことがしたかったので、進学の道を選びました。

当時、ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）が流行り出していて、その研究が九州工業大学でできたんですよ。理化学研究所と共同で行うプロジェクトもあるということで、これまで以上に進んだ研究ができると思いました。

―大学院では、どのような研究をされたんですか。

大学院では脳波を使って機器の制御を行うための研究をしていました。BMIは、脳波などの脳信号で計測した値を使って、信号処理や機械学習をしたりして、外部の装置に制御命令を出す装置なんです。

BMIには、命令の候補がいくつかあって、その候補がピカピカとランダムに光ります。そして、自分が入力したいアイコンが光ったときに、心の中で数を数えるんです。

数を数えると、光ったところから脳波を計測するので、その脳波を検出して外部装置を動かすことができます。その中でも、私が注目したのが「P300」という成分です。これは脳波の一種で、P300を使えば高い精度で外部装置を動かすことができるんです。

BMIを使えば、寝たきりになって声が出せないという方でも機械の制御ができます。製品化が進められてはいますが、なかなか普及できていないのが現状です。これから医療や福祉の現場でもっと広がっていってほしいですね。

研究は、「実験計画」と「スケジュール管理」が大切

－高専の教員になられたきっかけを、教えてください。

千葉大学の卒論発表会で高専出身の学生が優秀賞をもらっているのを見て、高専に対するイメージが変わったんですよ。それまでは「高専で働くのは大変」だというイメージがあったため（笑）、まさか自分が高専の教員になるなんて想像もしていませんでした。

さらに高専なら研究室が持てて、主体的に活動ができるということに魅力を感じました。私は自分で研究を展開していきたかったので、大学で働くよりも高専で働く方が向いているのではないかとも思いましたね。

－学生と接する上で気をつけていることはありますか。

座学だけではなく、演習も交えながら理解を深めてもらうようにしていますね。演習では機材を各班に配って、限られた時間内で課題をクリアできるように授業を行っています。学生がつまずいているところや難しいところは重点的に教えて、わかっているところはどんどん進めてもらっていますね。

そして、授業を行う上で、全体を見渡しながら学生の進捗状況を確認するように心がけています。実験は教えたらすぐに理解できる場合が多いので、学生の疑問やつまずいているところは、その日のうちに解決するようにしています。

―学生さんとは、どのような研究をされているんですか。

「識別しやすい脳波を得るための心理課題に関する研究」、「得られた脳信号を識別するための機械学習に関する研究」、「BMIを使ってロボットを制御するための研究」の中から、テーマを選んでもらっています。高専といえばロボコンが有名なこともあり、ロボットを制御するための研究を行っている学生が最も多いですね。

学生に研究を進めてもらう上で、実験計画はしっかりと立ててもらうようにしています。どんなに素晴らしい装置が開発できたとしても、実験の結果が出なければ、その研究は評価されません。高専生は実験計画を立てることが苦手な人も多いので、実験計画の立て方を念入りに教えていますね。

さらに、研究を進める上で学生にはスケジュール管理もしっかりとしてもらっています。進捗報告をする場を毎週設けて、学生に座長も任せています。

これは、学会の雰囲気を味わってもらい、学生に場慣れしてもらうためです。周りの進捗状況を聞くことで、自分が置かれている状況が把握できると思うんですよ。やはり計画的に研究を進めている学生の方が、しっかりと結果を出していることが多いですね。

勉強している内容は、趣味の世界にもつながる

­―高専生や高専への入学を考えている中学生に、メッセージをお願いします。

高専のメリットは、何といっても研究が早い段階からできることだと思うんですよ。だから、将来研究がしたいという人や研究実績を将来につなげたいという人に、高専はぴったりだと思いますね。ただ、授業が進むスピードが早いので、それを覚悟しておいた方が良いと思います。

普通高校と比べると専門的な内容を学ぶので、難しいことにもチャレンジしていくという気持ちが大事だと思うんですよね。もし、高専に入ってから壁にぶち当たったときは、私たち教員を頼ってほしいですね。

そして、モチベーションがなくなったときは、勉強している内容がゲームやアニメなどの趣味につながっていると思うと、頑張れるかもしれませんよ。私も、学生とゲームやアニメの話をしながら、授業の内容とリンクしている部分について話したりしています。高専に進んだからには、研究をどんどん進めて、たくさんの研究実績を積み重ねていってください！

大西 章也氏
Akinari Onishi

• 香川高等専門学校 電気システム工学科 助教

2006年　近畿大学附属新宮高等学校 卒業
2010年　大分大学 工学部 福祉環境工学科 メカトロニクスコース 卒業
2012年　九州工業大学大学院 生命体工学研究科 脳情報専攻 修士課程 修了
2015年　九州工業大学大学院 生命体工学研究科 脳情報専攻 博士課程 修了
2016年　国立障害者リハビリテーションセンター 脳機能系障害研究部 流動研究員
2017年　千葉大学 フロンティア医学部センター 特任研究員
2019年　千葉大学 フロンティア医学部センター 特任助教
2020年より現職