Reservoir computing-based adaptation in body-control-environment coupled dynamical systems under unknown and perturbed conditions

• Project Area: Multicellular neurobiocomputing: Understanding and advancing towards biological supremacy
• Project/Area Number: 25H02612
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (IV)
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 河合 祐司 大阪大学, 先導的学際研究機構, 准教授 (60791291)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: リザバーコンピューティング / ロボット / 制御

Outline of Research at the Start

脳神経マルチセルラ系によるバイオ計算の特徴は、その高効率性と汎化性にある。例えば、マルチセルラ系のダイナミクスを利用したリザバー計算は、少数の軌道からその背後にある力学系を推定し、大域的なベクトル「場」を獲得できる。すなわち、未学習の状態からでも、学習した軌道へ漸近するという汎化能力を有する。本研究では、リザバー計算が身体・制御・環境結合力学系を学習し、大域的な状態ベクトル「場」を獲得することで、外乱により状態が目標軌道から逸脱したとしても安定に復帰するモデルを提案し、ロボットに適用する。