思春期から成人期までの発達過程での役割間葛藤対処法の創発・変容プロセスの動態解明

Research Project

Project/Area Number	21K12054
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 61040:Soft computing-related
Research Institution	Okinawa National College of Technology
Principal Investigator	佐藤尚沖縄工業高等専門学校, メディア情報工学科, 准教授 (70426576)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords	思春期特性 / 成人期特性 / 協力状態の平等性の向上 / 役割間葛藤 / 役割間葛藤ゲーム / Recurrent Q学習 / 時系列学習・予測能力 / マルチエージェント・シミュレーション / 強化学習 / Q学習 / 思春期 / 成人期 / 平等な協調状態の創発 / 思春期から成人期までの発達過程 / 発達型強化学習エージェント / 内部報酬系を持つRecurrent-Q学習 / 自己影響結合付き単純再帰型ネットワーク
Outline of Research at the Start	複数の集団から同時多発的に役割要求されることによって生じる衝突を役割間葛藤と呼ぶ。この役割間葛藤は、思春期から成人期の様々な年代において生じる。そのため、思春期から成人期への発達過程の中での役割間葛藤への対処法の創発や変容プロセスを解明するためには、その動態の構造的・力学的な理解が不可欠である。そこで本研究では、役割間葛藤状況を表すゲームを提案する。そして思春期特性を有する発達型強化学習エージェント集団が徐々に成人期主体へと発達する中で、それらの集団に前述のゲームを継続的にプレイさせ、思春期と成人期で創発する役割間葛藤への対処法の違いや発達過程を通した対処法創発・変容プロセスの動態を解明する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、複数の集団から同時多発的に役割要求されることによって生じる「役割間葛藤」への対処法の創発や変容プロセスを解明することを目的とする。この役割間葛藤の問題は成人期以降でのみ生じるものではなく、成人期未満の世代、例えば思春期集団においても日常的に生じる。それにも関わらず、思春期を対象とする役割間葛藤の研究は皆無に等しい。そこで本研究では、役割間葛藤状況を表すゲーム論的枠組みとして「役割間葛藤ゲーム（Interrole Conflict Game; ICG）」を提案し、思春期特性を有する発達型強化学習エージェントの集団が徐々に成人期主体へと発達していく中で、それらの集団にICGを継続的にプレイさせ、思春期と成人期で創発した役割間葛藤への対処法の違いや発達過程を通した対処法創発・変容プロセスの動態を解明する。 2021年度に実施した研究では、思春期、および成人期の特性を表せるQ学習エージェントを用いてシミュレーション実験を行い、思春期の特性を引き起こす要因と考えられる高い学習率と低い割引率が、役割間葛藤状況において人々が対等に協調するために重要な役割を担うことが示唆された。一方、役割間葛藤状況で上手く協調するためには、各主体がどのような行動をどのような順序で選択するのかを適切に予測する必要がある。すなわち、各主体は時系列学習と予測能力をうまく活用する必要がある。 2022年度に実施した研究では、各主体の時系列学習・予測能力が役割間葛藤状況の解決に与える影響と、これらの能力に基づく行動が思春期と成人期でどのように異なるかを調査するため、これらの能力を持つRecurrent Q学習エージェントを採用した。シミュレーション実験の結果、時系列学習・予測能力が、役割間葛藤状況における人々の平等な協力関係の創発とその平等性の向上に更に重要な役割を果たすことがわかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初、1年目に役割間葛藤状況下において思春期特性が主体の行動にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするため、この特性から徐々に成人期特性へと変化させる「発達機能」を使用せず、すなわち、思春期特性を変化させずに固定したままの強化学習エージェントを用いて調べ、2年目には逆に最初から成人期特性を初期状態として設定してこれを固定したままの強化学習エージェントを用いて調べ、そして3年目に上述の「発達機能」を働かせて思春期特性を徐々に成人期特性へと変化させる過程で思春期と成人期のそれぞれで創発した役割間葛藤への対処法の違いや発達過程を通した対処法創発・変容プロセスの動態を解明するという研究計画を立てていた。しかしながら、実際の研究では、1年目に思春期、および成人期特性のそれぞれを表現できるQ学習エージェントを個別に用いてマルチエージェント・シミュレーションを実施し、そして2年目には更にそれらの特性に加えて、時系列学習・予測能力を持つRecurrent Q学習エージェントを採用したマルチエージェント・シミュレーションによって、それらの能力が平等な協調状態の創発に与える影響を調べた。よって、見方を変えるならば、1年目と2年目に実施する研究計画の内容を組み替えて当初予定していた研究を実施したと云って差し支えない。また、2022年度の研究成果はこの年度末に査読付きジャーナル論文（電子版）として出版することができた。これらのことから、概ね順調に進展していると云える。ただし、コロナ禍における校務スケジュールの変更や負担増などにより国際会議等での外部での口頭発表を行うことはできなかった。次年度は外部発表も行えるよう、更なる業務の効率化を行いたい。
Strategy for Future Research Activity	2023年度に行う研究では、「内部報酬の概念を基にした外部報酬予測能力」や「思春期から成人期への成長を表現する強化学習アルゴリズムの各種パラメータの調整機構（高い学習率を徐々に下げ、低い割引率を徐々に上げる、など）」を新たに組み込んだ成長型強化学習エージェントモデルを用いて、これらの新たな能力や性質も含めた思春期、および成人期特性がそれぞれ役割間葛藤状況下での各主体の個別の振る舞いやそれらの振る舞いを通じた主体間相互作用にどのような影響を及ぼすのかを検証する。また、これらの研究成果については、国際会議で発表するべく、鋭意研究を進めていく。さらに、年度末までに査読付きジャーナル論文の投稿・アクセプトを目指す。