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確率モデルを用いた情動発達の構成的理解:養育者の知覚バイアスが促す情動の構造化

Research Project

Project/Area Number 15J00671
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

堀井 隆斗  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords情動発達 / 認知発達ロボティクス / 深層学習 / 人-ロボットインタラクション / 心的状態推定 / ベイズモデル / マルチモーダル
Outline of Annual Research Achievements

人の情動カテゴリ(怒りや喜びなど)は発達的に増加していくことが知られているが,情動の認識や表出にかかわる能力がいかにして獲得されていくか,そのメカニズムは定かではない.本研究では人の情動発達過程の構成的理解を次の二つの方法で目指す.一つは深層学習モデルの一種である確率的ニューラルネットワークを用いた人の情動発達過程のモデル化とその計算機シミュレーションである.もう一方は人の生理指標(心拍数や発汗など)の変化をベイズモデルを利用した解析によって可視化し,情動発達過程に対する定量的評価を行うものである.
今年度は昨年度成果を得た人の情動発達モデルを利用し,人とロボットの対面インタラクションにおいて人の情動表出を学習し,自身の情動表出を生成することのできる深層学習モデルを提案した.提案モデルは人の表出する「表情」「身振り」「音声」から表出に内在する情動情報を自己組織化的に抽出し,低次元空間でその関係性を表現する機能を持つ.他者の情動表出を学習した提案モデルは,従来のモデルと同様に未知表出に対する情動推定が行えるとともに,推定した他者情動や自己の情動状態に応じて自身の情動表出を生成することが可能である.これまでの人-ロボットインタラクション研究では情動認識システムと情動表出システムは分けてモデル化されることが多かったが,提案モデルでは人の情動認識・表出システムと同じように同一のモデルから両能力を発揮することができる.また同一モデルである利点を活かし,他者の情動表出が一部欠損している場合でも部分観測情報から一時的な情動推定を介し,自己表出の生成能力を利用して未観測情報を補完し再度情動推定を行うことで他者情動推定の精度を向上することに成功した.このような能力は人においてもメンタルシミュレーションとして知られており,提案モデルの妥当性を示唆する結果である.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Imitation of human expressions based on emotion estimation by mental simulation2016

    • Author(s)
      Takato Horii, Yukie Nagai, and Minoru Asada
    • Journal Title

      Paladyn, Journal of Behavioral Robotics

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 40-54

    • DOI

      10.1515/pjbr-2016-0004

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 予測学習に基づく情動の計算論的モデル2016

    • Author(s)
      長井志江, 堀井隆斗
    • Journal Title

      人工知能

      Volume: 31 Pages: 694-701

    • NAID

      130007917110

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 磁性・非磁性エラストマを積層した磁気式触覚センサの基礎特性解析2016

    • Author(s)
      川節拓実, 堀井隆斗, 石原尚, 浅田稔
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 24 Pages: 204-209

    • NAID

      130005252760

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Ancestral sampling based on energy minimization in multimodal DBN for accurate emotion estimation from ambiguous human expressions2016

    • Author(s)
      Takato Horii, Yukie Nagai, and Minoru Asada
    • Organizer
      The 3rd International symposium on Cognitive Neuroscience Robotics
    • Place of Presentation
      Osaka(Japan)
    • Year and Date
      2016-12-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Restricted Boltzmann Machine を用いた多感覚情動コミュニケーション2016

    • Author(s)
      堀井隆斗, 長井志江, 浅田稔
    • Organizer
      第30回人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • Year and Date
      2016-06-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Emotional Human-Robot Interaction through Multimodal Restricted Boltzmann Machines2016

    • Author(s)
      Takato Horii, Yukie Nagai, and Minoru Asada
    • Organizer
      The 2nd International Workshop on Cognitive Neuroscience Robotics
    • Place of Presentation
      Osaka (Japan)
    • Year and Date
      2016-02-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emotion Recognition and Generation through Multimodal Restricted Boltzmann Machines2015

    • Author(s)
      Takato Horii, Yukie Nagai, and Minoru Asada
    • Organizer
      IROS 2015 Workshop on Grounding robot autonomy: Emotional and social interaction in robot behaviour
    • Place of Presentation
      Hamburg (Germany)
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ノンパラメトリックベイズモデルを用いた情動変容解析2015

    • Author(s)
      堀井隆斗 長井志江 浅田稔
    • Organizer
      発達神経科学学会第4回学術集会
    • Place of Presentation
      大阪大学会館(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-09-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ノンパラメトリックベイズモデルを用いた生理指標の時系列解析に基づく情動変化のダイナミクス推定2015

    • Author(s)
      堀井隆斗 長井志江 浅田稔
    • Organizer
      2015年度人工知能学会全国大会
    • Place of Presentation
      公立はこだて未来大学(北海道函館市)
    • Year and Date
      2015-05-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 浅田研究室webページ

    • URL

      http://www.er.ams.eng.osaka-u.ac.jp/asadalab/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 変形測定装置2016

    • Inventor(s)
      川節拓実 堀井隆斗 石原尚 仲田好宏 浅田稔 細田耕 宮下敬宏
    • Industrial Property Rights Holder
      川節拓実 堀井隆斗 石原尚 仲田好宏 浅田稔 細田耕 宮下敬宏
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016-07-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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