2017 Fiscal Year Annual Research Report
Constructive Understanding of the Origin and Evolution of Language
| Project Area | Studies of Language Evolution for Co-creative Human Communication |
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17H06383
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
橋本 敬 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90313709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 麗璽 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (20362296)
笹原 和俊 名古屋大学, 情報学研究科, 講師 (60415172)
金野 武司 金沢工業大学, 工学部, 講師 (50537058)
竹澤 正哲 北海道大学, 文学研究科, 准教授 (10583742)
萩原 良信 立命館大学, 情報理工学部, 講師 (20609416)
我妻 広明 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (60392180)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 階層性 / 意図共有 / 創発構成論 / 言語の起源・進化 / 文化進化 / 計算モデル / 言語進化実験 / ソーシャルデータ解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．計算モデルによる階層生成と意図共有の進化の分析
階層性を生みだす再帰的結合が進化する条件を物体操作に関して進化シミュレーションで調べ，再帰的結合が生成物と生成方法の多様化という適応的機能を持ち，強い資源獲得競争下で進化することを示した．複雑な形質間相互作用を想定した個体学習と社会学習の進化モデルを構築し，言語能力の創発ダイナミクスを調べ，認知能力に関する遺伝的同化に基づく安定した適応進化と，学習を伴う他個体との相互作用で生じる多様な適応形質が集団の適応性をもたらし得ることを示唆した．
2．ロボット・人間の相互作用を通したコミュニケーション創発プロセスの分析
ロボットによる物体概念の形成とロボット間での記号創発の実験環境構築・動作調整・予備実験を行い，ロボットのカメラによる画像取得とアームによる物体制御からマルチモーダル情報が獲得できる事を確認した．言語コミュニケーションの背後にある動作の同期／非同期など身体的コミュニケーションについての分析を進め，脳波-視線-動作同時計測実験の基盤を構築した．これは赤ちゃんロボットと母親の言語的コミュニケーションでも活用できることを示し，認知発達班との連携を進めた．表現の意味が階層構造に依存する構造依存性は，字義通りの意味と言外の意味の循環の中で理解されるという仮説を立て，多人数環境で構造依存性を持った表現の表出プロセスを観察する実験を開発した．階層性が生じると言われている繰り返し学習の実験を再検討する多人数の実験を構築した．
3．大規模データを用いた言語の文化進化の分析
データ収集システムの拡張と効率化を行い，言語進化を定量化する基盤を整備した．意図共有に関して，共有過多を生み出すフェイクニュースを識別する機械学習モデルを構築した．階層性に関しては言語理論班と連携し，BE完了形とHAVE完了形の交代時期が19世紀半ばに生じた可能性を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各項目の計画について，やむを得ない繰越があるものの，下記のとおり計画通り進んでいる．
1．計算モデルによる階層生成と意図共有の進化の分析：階層生成の基盤となる再帰的操作が進化する条件を調べること，および伝達能力と伝達システムが生物進化と文化進化の相互作用を通して共進化する計算モデルの構築し基本性質を分析することを計画していた．前者については，再帰的結合が強い資源獲得競争の下で適応的になることを示した．再帰的結合の進化シナリオについては，言語理論班・人類進化班との連携研究の議論を進めた．後者のモデルを構築し，認知とコミュニケーションが相乗的に適応に影響する性質を調べられた．
2．ロボット・人間の相互作用を通したコミュニケーション創発プロセスの分析：ロボット同士・ロボットと人間による対話実験，実験室言語進化実験を行い，階層を生成し意図を共有する記号コミュニケーションシステムが相互作用を通じて創発するプロセスを分析するためのいくつかの実験環境構築を計画していた．ロボットについては，製作販売している会社の製品代替わりにより2017年度中に納入が不可能となりその分を繰越したが，2018年度に入ってすぐに導入して実験環境を構築し，2017年度中に進めていたシミュレーションによる分析を利用することで，速やかに予備実験を進められた．記号のみならず非記号コミュニケーションから調べられる実験基盤を構築し，認知発達班との連携の基礎を作った．多人数で同時参加できる言語進化実験のデザイン・実験システムの開発・予備実験については，特に階層性に着目した実験を構築できた．
3．大規模データを用いた言語の文化進化の分析：これまでのデータ収集システムの拡張と効率化を行い，言語進化を定量化する理論と技術の基礎整備を計画通り進め，フェイクニュースに関する機械学習モデルの構築，および，言語理論班との連携を進められた．
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| Strategy for Future Research Activity |
下記3項目の研究を進めて公募班を含めた相互の議論を深め，他班との連携研究も積極的に展開する．
1．計算モデルによる階層生成と意図共有の進化の分析：音楽・数学等における再帰に関する脳構造を参照して認知モデルを構築し，再帰的物体結合が統語操作にまで進化するシナリオ提示を進める．また，言語理論班・人類進化班と連携して霊長類・ヒト幼児の行動と石器等の道具の進化を再帰的結合能力の観点から検討する．生物進化・個体学習・社会学習が相互作用する進化ダイナミクスの分析を進めるとともに，音で相互作用する仮想生物進化環境の構築も行う．鳥類の音声情報伝達能力の適応性理解のためのマイクアレイを用いた行動観測と，知覚運動相互作用で創発する霊長類の新奇動作のモデル化を行動生物班と連携して進める．
2．ロボット・人間の相互作用を通したコミュニケーション創発プロセスの分析：
解釈学的循環を想定した人工言語共創課題の実験と計算モデル，および階層性創発の繰り返し学習の実験により，意図共有と階層性の記号コミュニケーションシステム創発過程の分析を進める．2台目のロボットを導入しロボット間対話実験の実験環境構築を進める．並行して，相互分節化仮説の計算論と階層的場所概念獲得形成モデル，および自己知識と他者発話に基づくフレーズの相互学習モデルの構築・分析により，相互分節化仮説の妥当性を検討する．身体の同期・非同期を伴なう相互作用実験について脳波-視線-動作同時計測の実施・分析を進める．行動生物・人類進化・認知発達班と連携し，霊長類の口の動きと行為の相関，マザリーズにおける動作引き込み現象を解析する．
3．大規模データを用いた言語の文化進化の分析：共有過多や社会の分断を促す言語進化について大規模ソーシャルデータを用いた分析を進める．言語理論班との連携で英語完了形交代劇のビッグデータ解析を進め，言語構造変化のメカニズムを検討する．
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[Journal Article] A Spatiotemporal Analysis of Acoustic Interactions between Great Reed Warblers (Acrocephalus arundinaceus) Using Microphone Arrays and Robot Audition Software HARK2018
Author(s)
Suzuki, R., Matsubayashi, S., Saito, F., Murate, T., Masuda, T., Yamamoto, K., Kojima, R., Nakadai, K., Okuno, H. G.
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Journal Title
Ecology and Evolution
Volume: 8 (1)
Pages: 812-825
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Commitment-enhancing tools in Centipede games: Evidencing EuropeanJapanese differences in trust and cooperation2018
Author(s)
Krockow, E. M., Takezawa, M., Pulforld, B. D., Colman, A. M., Smithers, S., Kita, T., & Nakawake, Y.
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Journal Title
Judgment and Decision Making
Volume: 13
Pages: 61-72
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Cooperation and trust in Japanese and British samples: Evidence from incomplete information games2017
Author(s)
Krockow, E. M., Takezawa, M., Pulford, B. D., Colman, A. M., & Kita, T.
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Journal Title
International Perspectives in Psychology: Research, Practice, Consultation
Volume: 6
Pages: 227-245
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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