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ハイブリッドシステム論が拓く脳情報処理の新展開

Research Project

Project/Area Number 21650070
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鈴木 達也  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50235967)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywordsハイブリッドシステム / 脳情報処理 / 運転行動 / 散漫度推定 / システム同定 / 脳情報 / 行動情報 / モード遷移
Research Abstract

本研究ではまず,連続・離散のハイブリッドシステム論に立脚し,人間行動に含まれる操作と,曖昧さを含んだ判断を,観測データのみから抽出可能なモデルの構築手法を確立した.具体的には,人間が複数の操作モードを持ち,これらを切り換えながら行動する,との仮定から,各々の操作を複数の外性入力付自己回帰モデル(ARXモデル)として,これらを切り換える判断は,判断の確率的なばらつきを表現可能なソフトマックス関数として表現したモデルである"確率重み付きARXモデル"を提案し,そのパラメータ推定手法を確立した.本モデルでは各時刻でどの操作モードにより行動しているかの確率が推定可能だが,この確率に基づいてエントロピーを計算することで,モデルのモード(すなわち人間の判断)の曖昧さを,観測データのみから客観的に評価できる.
次に,著者らが保持するドライビングシミュレータを用い,眠気状態にある被験者と,通常の被験者の運転状態を観測し,観測データから,提案モデルを通してエントロピーの算出を行った結果,眠気状態にあるほどエントロピーが高い傾向が得られており,判断が曖昧になっている事が示唆された.一方で,運転中の被験者の脳波に着目すると,眠気の指標と言われる,脳波におけるα波帯の増加現象が確認されており,脳活動の低下とエントロピーの間には関係性が見られた.
本研究は行動データから客観的に観測される判断特性と,生体信号から得られる内部状態との整合性が確認され,行動データに基づく人間行動解析にエビデンスが与えられたという観点から極めて有意義な成果であり,今後の継続的な研究,発展が期待される.

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010 2009 Other

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

  • [Journal Article] 確率重みつき複数ARXモデルの同定と運転行動解析への応用2009

    • Author(s)
      田口峻、鈴木達也、早川聡一郎、稲垣伸吉
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集 45

      Pages: 414-421

    • NAID

      10025090429

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-hierarchical Modeling of Driving Behavior using Dynamics-based Mode Segmentation2009

    • Author(s)
      Hiroyuki Okuda, Tatsuya Suzuki, Ato Nakano, Shinkichi Inagaki, Soichiro Hayakawa
    • Journal Title

      IEICE transaction on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 92

      Pages: 2763-2771

    • NAID

      10026860780

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ハイブリッドシステムモデルに基づく人間の高次行動理解2009

    • Author(s)
      奥田裕之, 鈴木達也
    • Journal Title

      システム/制御/情報 53

      Pages: 426-433

    • NAID

      110007387546

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 確率重みを持つ複数ARXモデルによる運転行動のモデル化と注意力散漫状態の推定2011

    • Author(s)
      松島寛樹、鈴木達也, 他1名
    • Organizer
      計測自動制御学会第11回制御部門大会
    • Place of Presentation
      那覇
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 確率重み付きARXモデルを用いたハイブリッドシステムの逐次的パラメータ推定2010

    • Author(s)
      伊神範光、鈴木達也, 他2名
    • Organizer
      計測自動制御学会第48回離散事象システム研究会
    • Place of Presentation
      名古屋市名城大学
    • Year and Date
      2010-12-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] ハイブリッドシステムとして捉える人間行動モデル2010

    • Author(s)
      奥田裕之、鈴木達也
    • Organizer
      計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会2010
    • Place of Presentation
      京都市キャンパスプラザ京都
    • Year and Date
      2010-11-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Model Piedictive Assisting Control of Vehicle Following Task Based on Drive Model2010

    • Author(s)
      Yhichi Tazaki, Tatsuya Suzuki, 他3名
    • Organizer
      2010 IEEE Int'l Conf on Contiol Application
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2010-09-08
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 確率重み付きARXモデルに基づく追従行動モデルを用いたモデル予測型ブレーキアシストシステムの提案2010

    • Author(s)
      奥田裕之、鈴木達也, 他3名
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
    • Place of Presentation
      旭川市
    • Year and Date
      2010-06-15
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Symbolic Modeling of Driving Behavior based on Hierarchical Mode Segmentation and Formal Grammar2009

    • Author(s)
      A.Nakano, H.Okuda, T.Suzuki, S.Inagaki, S.Hayakawa
    • Organizer
      IEEE RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      St. Louis, MO, USA
    • Year and Date
      2009-10-13
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.suzlab.nuem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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