Perceptual Information Made Available by Haptic Exploration: An Ecological Perspective
| Project/Area Number |
21KK0182
|
|---|
| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
野中 哲士 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (20520133)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中嶋 浩平 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10740251)
永野 光 神戸大学, 工学研究科, 助教 (70758127)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
|
|---|
| Keywords | 探索 / 目的志向性 / 柔軟性 / 身体性 / リザバー計算 / 操作スキル / 環境 / 発達 / goal-directed system / agency / dexterity / reservoir computing / アフォーダンス / スキル / 操作 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
人間の手は物体を操作する遂行的機能をもつ操作器官であると同時に，環境内の対象を知覚するきわめて高度な探索的機能をもつ探索器官である．本研究では，知覚対象に特化して生まれる「探索器官としての手」の活動がどのようにしてリアルタイムで創発し，発達するのかという問いに対して，探索にともなう自発的な動きがやわらかい身体にもたらす摂動ダイナミクスを情報資源としてとらえる視点から，人工知能，工学，認知科学の異分野融合国際共同研究により検討する．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究プロジェクトは，変化する多様な環境に際して，知覚すべき対象や形成すべき環境との関係に応じて，課題特定的に「探索器官」としての手の能動的探索運動パターンが柔軟かつリアルタイムで創発する原理を根本的に解明することを目的とするものである．特に，レザバー計算のフレームワークを用いて身体の受動ダイナミクスを考慮することで，能動的探索運動によっていったいどのような情報が生み出されているのかについて明らかにすることを目指す．この目的に向けて，本プロジェクトでは，身体性認知科学，レザバー計算，ロボティクス，ハプティクス工学とそれぞれ異なる研究領域を専門とする研究者たちが有機的に連携し，学際的・国際的な共同研究を行う．初年度の６ヵ月のあいだには，コロナ禍の影響もあり海外共同研究機関に直接出向くことはかなわなかったが，２年目となる２０２２年度には，９月から１２月末までの４ヵ月の間，研究代表者が海外共同研究機関であるUniversity of Cambridge，Department of Engineering, Bio-Inspired Robotics Laboratoryに直接出向き，４ヵ月間の研究滞在を通して国際共同研究を行った．同時に，プロジェクトに参加している国内外の研究者が毎月オンラインでディスカッションを行うミーティングを行い，具体的な連携の進め方の丁寧な熟議を重ねた．本年度に進めたプロジェクトは（１）事物・出来事を特定するエネルギ－配列が生じ得る情報メディウムの性質から，課題特定的探索動作組織の創発に必要な条件を同定する理論研究，（２）課題特定的な探索動作の動作解析（点字の触読，身体図式の知覚）による検討，（３）複雑な熟練技能における，状況の変化に応じた動作協調パターンのシミュレーションによる検討，の３つであった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２年目となる令和４年度には，９月から１２月末までの４ヵ月間，研究代表者が海外共同研究機関であるUniversity of Cambridge，Department of Engineering, Bio-Inspired Robotics Laboratoryに直接出向き，4ヵ月間の研究滞在を通して国際共同研究を行った．現在，下記のプロジェクトが進行中である．（１）事物・出来事を特定するエネルギ－配列が生じ得る情報メディウム（e.g., 生体組織）の性質から，課題特定的探索動作組織の創発に必要な条件を同定する理論研究，（２）課題特定的な探索動作の動作解析（点字の触読，身体図式の知覚）による検討，（３）複雑な熟練技能における，状況の変化に応じた動作協調パターンのシミュレーションによる検討．本年度は，（１）の実績として，「人工知能」誌に，変化する状況に際して臨機応変に目的を達成する知能に対して，生物学および物理学が定義する「メディウム」がどのような機会をもたらし得るのかという問題をめぐる理論的な展望を述べる論文を寄稿した．また，同じく（１）に該当する実績として，海外共同研究機関との国際共同研究により，やわらかいロボット指が対象に接触したときの皮膚の変形にともなう圧力分布のダイナミクスを用いて接触対象のやわらかさを識別するとき，どのような情報が用いられ得るのかの詳細を検証する実証研究を6th IEEE-RAS International Conference on Soft Robotics (RoboSoft 2023)で発表した．また，（３）に該当する研究として，同じく海外共同研究機関との共同研究により，テンポの変化に応じてピアニストが見せる動作協調パターンの変化がどのような音楽的な効果をもつのかという問題について，ロボットシミュレーションによる実証的検討を行った（投稿中）．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，継続して海外共同研究機関との国際共同研究を進展させる．本研究課題の枠組みのなかで，今年度に取り組む具体的な研究プロジェクトは，下記の３つである．（１）点字触読の熟練者が点字を読む手指の動きの多重時間スケールダイナミクス解析，および，人間による探索ストラテジーを規範とするロボットによる柔軟な点字触読技能の実現．この課題では3次元モーションキャプチャーによる人間の触読動作の計測および解析を重点的に進め，その多重時間ダイナミクスの特徴を定量的に抽出する一方で，豊かな受動ダイナミクスをもつ指ロボットと言語モデルを組み合わせることによって人間に遜色ないスピードおよび精度で点字を触読する指ロボットシステムの設計を並行して行う．（２）ピアニストの動作を計測し，アーティキュレーションや音の表情の変化をどのような運動協調パターンの変化によってもたらしているのかを定量的に解明する．一方で，海外共同研究機関において開発を進めているCPG（central pattern generator）制御のピアノ演奏ロボットを用い，どのようなパラメータを変化させることによって，ピアニストがアーティキュレーションをコントロールするときに示す動作協調パターンの変調がロボットにおいて実現できるのかを詳細に検討する．（３）手に接続した物体の特性を知覚するダイナミックタッチ課題において，レザバー計算の枠組みを用いて，異なる物体を手にしたときの知覚情報の分離特性（separation property）が，探索運動の方略によってどのように変化するのかを，定量的に解明する．
|
Report
(2 results)
Research Products
(23 results)
-
-
-
-
-
[Journal Article] メディウムと知能2022
Author(s)
野中 哲士
-
Journal Title
Journal of the Japanese Society for Artificial Intelligence
Volume: 37
Issue: 6
Pages: 727-734
DOI
ISSN
2188-2266, 2435-8614
Year and Date
2022-11-01
Related Report
Peer Reviewed
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
