2019 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)
竹澤 正哲 北海道大学, 文学研究院, 准教授 (10583742)
萩原 良信 立命館大学, 情報理工学部, 講師 (20609416)
有田 隆也 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (40202759)
金野 武司 金沢工業大学, 工学部, 講師 (50537058)
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)
笹原 和俊 名古屋大学, 情報学研究科, 講師 (60415172)
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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 / メタ記憶 / 記号コミュニケーション / 文化進化 / 記号創発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
階層性と意図共有の進化について以下の知見が得られた。
メタ記憶は学習率の調整構造を学習・記憶維持の切り替え・選択に用いることで進化する。共有資源の有限性減少はコミュニケーション能力・言語複雑性を進化させるが、言語多様性を減少させる。身体活動で発する音コミュニケーションで、中程度の資源分配領域で多個体と資源を均等分配する行動が進化する。
記号コミュニケーション課題の成功群で、記号受信時のθ帯の増強，500ms以降のα帯抑制・γ帯増強、左前頭・右頭頂間機能的結合が強くなる。同課題成績と性格特徴の関係を検討し、計算力との間には優位傾向が見られた。計算モデルにより、心的シミュレーションと暗黙的意味推定により表意・含意の解釈的循環が収束し、同課題の人同士のゲーム推移をよく近似する。
2対2の五目並べ課題で記号列の構造・意味間の曖昧性が生じるが、この曖昧性は統語的に解決され構造依存的ではない。自己知識に基づく他者発話の確率的採択をモデル化した記号創発系が、観測物体のカテゴリ生成と記号の共有を促す。多感覚に拡張したモデルで、有する感覚器が異なっても記号コミュニケーションで実世界を上手く分類するカテゴリが形成できる。屋外テントで複数の鳥をロボット聴覚技術で観測し、マイクペアの情報統合と類似音抽出の機械学習を組み合わせにより、似た鳴き声が遠距離で同時に、近距離で交互に鳴く状況を抽出できた。
ツイッターのLGBT関連投稿を分析し、道徳には同類性があり内集団形成の引力・外集団隔離の斥力として道徳が機能し、LGBTは集団の道徳的問題として語られ、コミュニティにより重視する道徳基盤が異なる傾向にある。
新たな研究の展開として、ボンガード問題の正解を導出する論理アーキテクチャを提案し、また、教示における運動の抽象化で記号化が生じ再帰的結合が物体からイメージへと拡張することを検証する実験を作成した。
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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
当初計画で、A）計算モデルによる階層生成と意図共有の進化の分析、B）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、C）大規模データを用いた言語の文化進化の分析の3つの項目を創発構成論により研究するとしており、各項目で多くの新規な知見を得られた。特に、実験室言語進化実験、脳波計測、計算モデルの構築・シミュレーション、実ロボットでの実験、そして、SNSデータの分析などの多様な方法で、本研究領域の柱となる概念である「階層性」「意図共有」と関連が深い認知機構とその進化について検討を進めた。さらに、階層性・意図共有の統合の研究へと進展させている点が特にポジティブに評価できる。
行動生物班との連携研究が具体的に進んでいるが、他の班間連携がまだ成果に繋げられていない。たとえば、言語理論班と連携した音楽・数学等再帰的操作に関わる神経回路のモデル化による再帰的結合の進化、人類進化班と連携した霊長類・ヒト幼児の再帰的結合操作の学習・進化の検討は、データの分析を進めたものの、発表・出版する成果に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
下記3項目の研究を公募班・他班とも連携しながら展開する。
A）再帰性・記号処理の神経系と整合的な再帰的結合の進化モデルを作る。霊長類・ヒト幼児の再帰的結合操作の解析を進める。言語と言語能力の共進化モデルを洗練し資源有限性に注目した分析を進展させる。音で相互作用する仮想生物集団の進化実験、霊長類の新奇動作の創発モデル、メタ記憶の起源を研究する。マイクアレイで観測した鳥類小集団の鳴き声による時空間相互作用を分析する。記号コミュニケーションで言外の意味と字義通りの意味が解釈学的循環を通じて意味を収束させる計算モデルを分析し、モデル・人相互作用実験で妥当性を検証する。構造依存的表現の表出過程の実験結果に基づき、意味の増加過程の計算モデルを作る。
B）社会構造と協力行動の相互作用における記号コミュニケーションの影響を分析する多人数実験環境を構築する。多感覚情報に基づく記号創発モデルに音列分節化モデルと階層的場所概念モデルを統合し、カテゴリの階層構造を扱うモデルに拡張して音列・状況相互分節化をモデル化し、状況カテゴリに基づいて記号意味を共有するエージェント間での階層的表象の獲得を達成する。意図共有の形成・遷移過程の解明に向けた脳活動・視線・動作計測実験によりコミュニケーションのダイナミクスを分析する。状況の論理・言語的説明における意味抽象度の階層性に注目し、一階述語論理を用いた人・ロボット協働作業課題を解決する工学原理として、ロボットの行動決定に必要な明示情報生成を行う数理モデルを構築し計算機実験を行う。
C）新型コロナウイルスのインフォデミックのソーシャルデータを自然言語処理と社会ネットワーク分析の手法で解析し、共有過多や分断を促す言語の文化進化の実態を調査する。動詞の性質の違いに着目した大規模コーパス分析で、BE・HAVE完了形の進化における階層性創発と意味複雑化の過程を示す。
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[Journal Article] Soundscape analysis of bird songs in forests using microphone arrays2020
Author(s)
Sumitani, S., Suzuki, R., Matsubayashi, S., Arita, T., Nakadai, K., and Okuno, H. G.
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Journal Title
Proceedings of the 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2020)
Volume: -
Pages: 634-639
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Robot audition approach toward understanding social interactions among songbirds in a semi-free flight environment2020
Author(s)
Sumitani, S., Suzuki, R., Wada, K., Arita, T., Nakadai, K. and Okuno, H. G.
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Journal Title
Proceedings of the 25th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2020)
Volume: -
Pages: 986-991
Peer Reviewed
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[Journal Article] Methodological Design for Integration of Human EEG Data with Behavioral Analyses into Human-Human/Robot Interactions in a Real-World Context2020
Author(s)
Sanchez, M. R. V., Mishima, S., Fujiwara, M., Ai, G., Jouaiti, M., Kobryn, Y., Rimbert, S., Bougrain, L., Hnaff, P. & Wagatsuma, H.
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Journal Title
ICIC Express Letters
Volume: 2020
Pages: in press
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] An integrated framework for field recording, localization, classification and annotation of birdsongs using robot audition techniques - Harkbird 2.02019
Author(s)
Sumitani, S., Suzuki, R., Chiba, N., Matsubayashi, S., Arita, T., Nakadai, K., Okuno, H. G.
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Journal Title
Proc. of 2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP2019)
Volume: -
Pages: 8246-8250
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Robot audition approaches to field observation of bird songs2019
Author(s)
Sumitani, S., Morimatsu, T., Suzuki, R., Matsubayashi, S., Matsubayashi, S., Arita, T., Nakadai, K., Okuno, H. G.
Organizer
Late breaking results poster presentation in IROS2019
Int'l Joint Research
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