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分散表現と自律ダイナミクスに基づく人間の情報処理の計算モデル

Research Project

Project/Area Number 19024010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

森田 昌彦  University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 教授 (00222349)

Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000)
Fiscal Year 2008: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords力学系 / 軌道アトラクタ / 選択的不感化 / 神経回路モデル / 関数近似 / 冗長次元 / 強化学習
Research Abstract

現在のIT社会は, 情報選択能力や学習・適応能力など, 人間の高度かつ柔軟な知能に大きく頼っているため, これからの情報爆発時代においては深刻なデジタル・デバイドをもたらすと考えられる. これを避けるためには, 人間のような柔軟な知能や人間の情報処理のモデルをもち, 人間の情報処理を自然にサポートできるシステムが必要である. 本研究の目的は,こうした「人間と相性の良い」知的情報処理システムの実現に向けて, 人間の優れた知能の源だと考えられる分散表現と自律ダイナミクスを利用した情報処理モデルを構築することである,本年度の主な研究成果は以下の通りである。
1. 強化学習による自律的行動獲得 : 多次元の連続状態空間における価値関数の近似器として選択的不感化ニューラルネットを用いる手法の効果を実験的に検証した. その結果, 次元の増加に伴う計算量の爆発が抑えられること, 冗長変数を加えても学習時間がほとんど増加しないこと, などが示された.
2. 複数の力学系の相互作用を利用した情報処理 : 昨年度までのモデルを拡張し, 3つ以上の神経力学系が相互作用するモデルを構築した. このモデルによりシステムのダイナミクスが短時間の観測でかなり獲得できること, それを状態予測器として用いると適切な行動の獲得がより効率的にできること, などが分かった.
3. 軌道アトラクタモデルによる視点に依存しない物体認識 : 画像情報を適切なパターン表現に変換する方法を開発し, 実際の3次元物体画像を用いた実験を行った. その結果, 学習した物体は視点によらず同一物として認識できること, 処理時間が物体数にではなく回転角に依存することなど, モデルがもつ人間と同様な性質が明らかになった.

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Model of the activity of the hippocampal neurons based on the theory of selective desensitization2009

    • Author(s)
      Suemitsu, A
    • Journal Title

      Neural Information Processing, Lecture Notes in Computer Science (in press)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Context-dependent processing of spatiotemporal patterns based on interaction between neurodynamical systems2008

    • Author(s)
      Takashi Hasuo
    • Journal Title

      Advances in Cognitive Neurodynamics 1

      Pages: 231-236

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inference based on distributed representations using trajectory attractors2008

    • Author(s)
      Ken Yamane
    • Journal Title

      Neural Information Processing, Lecture Notes in Computer Science 4985

      Pages: 231-236

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Context-dependent processing.of spatiotemporal patterns based on interaction between neurodynamical systems2008

    • Author(s)
      Takashi Hasuo, Ken Yamane, and Masahiko Morita
    • Journal Title

      Proceedings of the 1st International Conference on Congnitive Neurodynamics (印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Inference based on distributed representations using trajectory attractors2008

    • Author(s)
      Ken Yamane, Takashi Hasuo and Masahiko Morita
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th International Conference on Neural Information Processing (印刷中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 選択的不感化ニューラルネットを用いた強化学習の効率化2008

    • Author(s)
      森田昌彦, 新保智之, 蓮尾高志, 山根健
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術報告(NC) Vol.107 No.542

      Pages: 355-359

    • NAID

      110006783251

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 冗長次元を含む状態空間における選択的不感化ニューラルネットを用いた強化学習2009

    • Author(s)
      新保智之
    • Organizer
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2009-01-19
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Brain-like processing by neurodynamical systems2008

    • Author(s)
      Ken Yamane
    • Organizer
      2nd International Workshop on Cybernics
    • Place of Presentation
      Cyberdyne R&D Center(つくば市)
    • Year and Date
      2008-11-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 軌道アトラクタを用いた視点に依存しない物体認識のモデル2008

    • Author(s)
      小林遼太
    • Organizer
      日本神経回路学会第18回全国大会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所(つくば市)
    • Year and Date
      2008-09-25
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://volga.esys.tsukuba.ac.jp/~mor/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許2007

    • Inventor(s)
      森田, 昌彦
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人筑波大学
    • Filing Date
      2007-09-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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