Development of RBM-Based Cognitive Architecture Focused on the Hippocampus

• Project/Area Number: 17J00580
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cognitive science
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 大澤 正彦 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 汎用人工知能 / ヒューマンエージェントインタラクション / 相互適応 / 社会的承認 / 制限付きボルツマンマシン / 認知アーキテクチャ / 海馬 / 前頭前野 / テレプレゼンスロボット / 適応 / 機械学習 / 深層学習 / DALP / SHRBM / ILRBM / ABAM

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は主にマウスやラットに代表されるげっ歯類と呼ばれる哺乳類を参考に，海馬という脳領域を中心的に位置付けた認知アーキテクチャの開発を目指した．また作成したアーキテクチャは人とのインタラクションを前提としたロボットに導入し，工学的応用性の認知的側面の両面において有用性を検証した．昨年度までは神経科学的側面，工学的側面，認知科学的側面からそれぞれに関して進展があったのに対し，本年度はこれまでの研究を総括し，各分野を統合した新たな研究アプローチを発見し，まとめた．
特に重要な成果は，汎用人工知能の構築を目指す上での定義方法や研究アプローチに関するものである．元来の汎用人工知能の定義は，汎用人工知能が持つべき機能要件を列挙することによって行われる傾向があった．しかしながら，本研究プロジェクトにおいて工学，神経科学，認知科学を統合して研究する中で，新たな定義方法や研究アプローチを発見するに至った．それは，人工物とインタラクションする人の集合としての社会に，その人工物が汎用人工知能であると承認される，社会的承認をもって定義する方法である．この社会的承認による定義に基づいて研究を推進することで，汎用人工知能実現に向けた新たな研究アプローチを発見できた．当該内容は，認知科学会の報告者が主催するオーガナイズドセッションにて，広く発表された．
また，人工物が社会的承認を得る上で，人との相互適応が特に重要な機能であることを明らかにし，本研究プロジェクトで開発した個別技術やアーキテクチャが人との相互適応を円滑化するために寄与することがわかった．
今後は本研究プロジェクトの後続として，人との相互適応を中心的なテーマに据えたプロジェクトを計画・実施していく予定である．

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Is Automation Appropriate? Semi-autonomous Telepresence Architecture Focusing on Voluntary and Involuntary Movements (2020)
  • Author(s): Masahiko Osawa, Kohei Okuoka, Yusuke Takimoto and Michita Imai
  • Journal Title: International Journal of Social Robotics Volume: - Issue: 5 Pages: 1119-1134
  • DOI: 10.1007/s12369-020-00620-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Robot for Test Bed Aimed at Improving Telepresence System and Evasion from Discomfort Stimuli by Online Learning (2019)
  • Author(s): Masahiko Osawa, Michita Imai
  • Journal Title: International Journal of Social Robotics Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1007/s12369-019-00551-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 学生フォーラム [第 95 回] 小松孝徳教授インタビュー 「人を研究し, 人とつながり, 人を思い, 人を育てる」 (2019)
  • Author(s): 大澤正彦
  • Journal Title: 人工知能 Volume: 34 Pages: 106-108
  • NAID: 130007917638
  • Open Access
• [Journal Article] Investigation of Incremental Learning as Temporal Feature Extraction (2018)
  • Author(s): Shoya Matsumori、Yuki Abe、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Journal Title: Procedia Computer Science Volume: 145 Pages: 342-347
  • DOI: 10.1016/j.procs.2018.11.082
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 会議報告 2018 the Joint Multi-Conference on Human-Level Artificial Intelligence（HLAI 2018） (2018)
  • Author(s): 松森匠哉 、妹尾卓磨、大澤正彦、 山川宏
  • Journal Title: 人工知能 Volume: 33 Pages: 911-912
  • NAID: 130007917498
• [Journal Article] The Functional Plausibility of Topologically Extended Models of RBMs as Hippocampal Models. (2018)
  • Author(s): Masahiko Osawa、 Michita Imai
  • Journal Title: Procedia Computer Science Volume: 123 Pages: 341-346
  • DOI: 10.1016/j.procs.2018.01.053
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RBMにおける2つの素子数自動決定法 (2017)
  • Author(s): 大澤正彦
  • Journal Title: 日本神経回路学会誌 Volume: 24 Pages: 247-247
• [Journal Article] 知能への学問の分解と統合 - 人工知能＋認知科学＋神経科学異分野交流会 (2017)
  • Author(s): 大澤正彦
  • Journal Title: 人工知能 Volume: 32 Pages: 873-876
  • NAID: 130007917376
• [Presentation] Emergence of Agent Gaze Behavior using Interactive Kinetics-Based Gaze Direction Model (2020)
  • Author(s): Riki Satogata, Mitsuhiiko Kimoto Shun Yoshioka, Masahiko Osawa, Kazuhiiro Shinozawa and Michita Imai
  • Organizer: CM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 認知的インタラクションフレームワークに基づいた他者モデルの提案 (2020)
  • Author(s): 大澤 正彦, 奧岡 耕平, 坂本 孝丈, 市川 淳, 今井 倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム2020
• [Presentation] ドラえもんをつくるとはどのような取り組みか (2019)
  • Author(s): 大澤 正彦
  • Organizer: 日本認知科学会全国大会
  • Invited
• [Presentation] 非言語コミュニケーションに特化したロボットの開発 (2019)
  • Author(s): 福田 聡子, 川崎 邦将, 大澤 正彦
  • Organizer: 日本認知科学会全国大会
  • Invited
• [Presentation] ドラえもんを題材とした日常になじむ知能の探索 (2019)
  • Author(s): 大澤 正彦, 大澤 博隆, 藤井 太洋
  • Organizer: 日本認知科学会全国大会
  • Invited
• [Presentation] 適応ギャップ理論を拡張したインタラクションデザインの提案 (2019)
  • Author(s): 福田聡子、澤田志織、川崎邦将、奧岡耕平、大澤正彦、長田茂美、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム2018
• [Presentation] Adaptive Semi-autonomous Agents via Episodic Control (2018)
  • Author(s): Takuma Seno、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: 6th International Conference on Human-Agent Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Semi-Aunotonomous Telepresence Robot for Adaptively Switching Operation using Inhibition and Disinhibition Mechanism (2018)
  • Author(s): Kohei Okuoka、Yusuke Takimoto、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: 6th International Conference on Human-Agent Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Do others believe what I believe? Estimating how much information is being shared by utterance timing (2018)
  • Author(s): Shoya Matsumori、Yosuke Fukuchi、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: 6th International Conference on Human-Agent Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Bayesian Inference of Self-intention Attributed by Observer (2018)
  • Author(s): Yosuke Fukuchi、Masahiko Osawa、Hiroshi Yamakawa、Tatsuji Takahashi、 Michita Imai
  • Organizer: 6th International Conference on Human-Agent Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Function Map-Driven Development for AGI (2018)
  • Author(s): Masahiko Osawa、Takashi Omori、Koichi Takahashi、Naoya Arakawa、Naoyuki Sakai、Michita Imai、Hiroshi Yamakawa
  • Organizer: Annual International Conference on Biologically Inspired Cognitive Architectures
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] An Intrinsically Motivated Robot Explores Non-reward Environments With Output Arbitration (2018)
  • Author(s): Takuma Seno、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: Annual International Conference on Biologically Inspired Cognitive Architectures
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 認知地図への影響を考慮したユーザに適応的なストリートビュー (2018)
  • Author(s): 里形理興、奥岡耕平、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 電子情報通信学会クラウドネットワークロボット研究会
• [Presentation] Development of Biologically Inspired Artificial General Intelligence Navigated by Circuits Associated with Tasks (2018)
  • Author(s): Masahiko Osawa、Kotaro Mizuta、Hiroshi Yamakawa、Yasunori Hayashi、Miichita Imai
  • Organizer: The 28th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
• [Presentation] Dynamic NOOP Insertion Improves Performance of Pre-trained Deep Reinforcement Learning Model (2018)
  • Author(s): Takuma Seno、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: The 28th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
• [Presentation] An Investigation of Incremental Learning as a Temporal Feature Extraction (2018)
  • Author(s): Shoya Matsumori、Yuki Abe、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: The 28th Annual Conference of Japanese Neural Network Society
• [Presentation] チャット会話における理解度と間の分析 (2018)
  • Author(s): 豊永哲士、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: ヒューマンインタフェースシンポジウム
• [Presentation] Hierarchical Multi Objective Deep Reinforcement Learning with Accumulator Based Arbitration Mode (2018)
  • Author(s): 滝口啓介、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 第9回汎用人工知能研究会
• [Presentation] ロボットの行動原理を形成した経験の提示が行動の意図を人に想定させるか (2018)
  • Author(s): 永吉秋平、奥岡耕平、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 第9回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 多様な視点で見つめるシンギュラリティ - 技術・産業・行政を統合した社会構造モデルの提案 (2018)
  • Author(s): 大澤正彦、齋藤和紀、三宅陽一郎、今井倫太
  • Organizer: 第32回人工知能学会全国大会
• [Presentation] AGI 開発をナビゲートするための能力マップ (2018)
  • Author(s): 大澤正彦、大森隆司、高橋恒一、荒川直哉、坂井尚行、上野道彦、今井倫太、山川宏
  • Organizer: 第32回人工知能学会全国大会
• [Presentation] 人間の環世界から見たエージェントモデル - AI Safety の実現に向けて (2018)
  • Author(s): 福地庸介、大澤正彦、山川宏、今井倫太
  • Organizer: 第32回人工知能学会全国大会
• [Presentation] コンテクスト推定に基づいて予測的認知を誘発する非自然言語エージェント (2018)
  • Author(s): 奥岡耕平、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 情報処理学会第80回全国大会
• [Presentation] 深層強化学習によるロボットの無報酬な環境の探索 (2018)
  • Author(s): 妹尾卓磨、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 情報処理学会第80回全国大会
• [Presentation] ユーザモデルにもとづいて発言タイミングを決定するプレディクティブチャットボット (2018)
  • Author(s): 松森匠哉、大澤正彦、福地庸介、今井倫太
  • Organizer: 情報処理学会第80回全国大会
• [Presentation] Accumulator Based Arbitration Model for both Supervised and Reinforcement Learning Inspired by Prefrontal Cortex (2017)
  • Author(s): Masahiko Osawa、Yuta Ashihara、Takuma Seno、Michita Imai、Satoshi Kurihara
  • Organizer: The 24th International Conference On Neural Information Processing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Application of Instruction-based Behavior Explanation to a Reinforcement Learning Agent with Changing Policy (2017)
  • Author(s): Yosuke Fukuchi、Masahiko Osawa、Hiroshi Yamakawa、Michita Imai
  • Organizer: The 24th International Conference On Neural Information Processing
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Autonomous Self-Explanation of Behavior for Interactive Reinforcement Learning Agents (2017)
  • Author(s): Yosuke Fukuchi、Masahiko Osawa、Michita Imai、Hiroshi Yamakawa
  • Organizer: 5th International Conference on Human-Agent Interaction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The Functional Plausibility of Topologically Extended Models of RBMs as Hippocampal Models (2017)
  • Author(s): Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: Annual International Conference on Biologically Inspired Cognitive Architectures
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reinforcement Learning Framework for Robots in the Real World that Extends Cognitive Architecture: Prototype Simulation Environment "Re:ROS" (2017)
  • Author(s): Sei Ueno、Masahiko Osawa、Michita Imai、Tsuneo Kato、Hiroshi Yamakawa
  • Organizer: Annual International Conference on Biologically Inspired Cognitive Architectures
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 1役を演じる2者間のHAI - 発話の半自律化に向けて (2017)
  • Author(s): 豊永哲士、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] 予測的認知と「間」の関係 - 言葉を話せないロボットによるしりとりを題材とした考察 (2017)
  • Author(s): 大藤聖菜、妹尾卓磨、清丸寛一、川崎邦将、大澤正彦、長田茂美、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] マルチモーダル情報を用いたコンテクスト予測に基づいて伝達文字量を最適化する対話システム (2017)
  • Author(s): 奥岡耕平、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] 無報酬な環境での深層強化学習によるロボットの行動獲得 (2017)
  • Author(s): 妹尾卓磨、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] チャットシステムにおける同時性発言の影響 (2017)
  • Author(s): 松森匠哉、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] コミュニケーション成立の個人差からみる非言語エージェントへの印象 (2017)
  • Author(s): 上妻真緒、大藤聖菜、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: HAIシンポジウム
• [Presentation] Embedding Cognitive Map in Neural Episodic Control (2017)
  • Author(s): 松森匠哉、妹尾卓磨、菊池俊基、滝本佑介、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 人工知能学会第7回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 汎用人工知能研究のマイルストーンとしての擬人化キャラクター (2017)
  • Author(s): 大澤正彦、川崎邦将、八木拓真、長田茂美、今井倫太
  • Organizer: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 認知的制約付き擬人化キャラクターに着目したコミュニケーションロボットの設計と開発 (2017)
  • Author(s): 川崎邦将、大澤正彦、今井倫太、長田茂美
  • Organizer: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 予測的認知を用いた非自然言語による言語的コミュニケーション (2017)
  • Author(s): 清丸寛一、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 半自律テレプレゼンスロボットによる自律化が与える遠隔操作者への影響調査 (2017)
  • Author(s): 奥岡耕平、大澤正彦、滝本祐介、今井倫太
  • Organizer: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会
• [Presentation] 異種エージェントへの教示に向けたInstruction-based Behavior Explanationの応用の検討 (2017)
  • Author(s): 福地庸介、大澤正彦、山川宏、今井倫太
  • Organizer: 人工知能学会第6回汎用人工知能研究会
• [Presentation] Two automatic tuning methods of the number of units in RBMs (2017)
  • Author(s): 大澤正彦、山田航佑、今井倫太
  • Organizer: 日本神経回路学会第27回全国大会
• [Presentation] Accumulator Based Arbitration Model DQN: Deep Reinforcement Learning Arbitrating Multiple Modules (2017)
  • Author(s): 妹尾卓磨、大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 日本神経回路学会第27回全国大会
• [Presentation] 随意・不随意行動に着目した半自律テレプレゼンスロボットのふるまいの印象調査 (2017)
  • Author(s): 大澤正彦、滝本祐介、奥岡耕平、今井倫太
  • Organizer: 日本認知科学会全国大会
• [Presentation] Determining Strategies behind Moves in the Game of Go (2017)
  • Author(s): Vincent Richard、Masahiko Osawa、Michita Imai
  • Organizer: 電子情報通信学会クラウドネットワークロボット研究会
• [Presentation] 半自律テレプレゼンスロボットの不快刺激の学習と回避行動の表出 (2017)
  • Author(s): 大澤正彦、今井倫太
  • Organizer: 第31回人工知能学会全国大会
• [Presentation] 前頭前野Accumulatorモデルを利用した階層型脱抑制システムの提案 (2017)
  • Author(s): 芦原佑太、大澤正彦、島田大樹、栗原聡、今井倫太
  • Organizer: 第31回人工知能学会全国大会
• [Book] ドラえもんを本気でつくる (2020)
  • Author(s): 大澤 正彦
  • Total Pages: 202
  • Publisher: ＰＨＰ研究所
  • ISBN: 9784569845920
• [Remarks] Masahiko Osawa
  • URL: https://www.masahiko-osawa.com/home
• [Remarks] 慶應義塾大学情報工学科今井研究室
  • URL: https://www.ailab.ics.keio.ac.jp/
• [Remarks] Masahiko Osawa
  • URL: https://masahiko-osawa.com
• [Remarks] Masahiko Osawa
  • URL: https://www.masahiko-osawa.com/
• [Remarks] 慶應義塾大学情報工学科 今井研究室
  • URL: http://www.ailab.ics.keio.ac.jp/