Formulation and Knowledge Acquisition of Bio-closed-loop System by Cultured Neuronal Network of Rat Hippocampus Connected to Moving Robot

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18500181
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Sensitivity informatics/Soft computing
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: HAYASHI Isao Kansai University, 総合情報学部, 教授 (70258078)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): UMANO Motohide 大阪府立大学, 大学院理学研究科, 教授 (10131616) ; FUKUSHIMA Kunihiko 関西大学, 総合情報学部, 学外共同研究者 (90218909)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KUDOH Suguru 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (10344110)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Keywords: ニューラルネットワーク / 知識獲得

Research Abstract

ラット海馬の分散培養神経細胞の活動信号によりロボットを制御する反応・制御系モデルを構成した. また, 培養神経細胞に内在している反応の論理性と学習性について, その構造を知識化することに成功した. このモデルは学習型であるので, 神経細胞と知能モデルによる協調的な相互学習が可能となり, 環境変化に適応できるブレイン・コンピュータ・インタフェースの基礎技術として極めて有用である.

Research Products

• [Journal Article] Biomodeling System -? Interaction Between Living Neuronal Network and Outer World (2007)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Chie Hosokawa, Ai Kiyohara, Takahisa Taguchi, and Isao Hayashi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.19, No.5 Pages: 592-600
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 再構成生体神経回路網における知覚と知性の探求 (2006)
  • Author(s): 工藤 卓, 田口 隆久
  • Journal Title: 知能と情報 Vol.18, No.3 Pages: 402-413
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ガボール型受容野をもつTAMネットワークの提案 (2006)
  • Author(s): 林 勲, ジェームズ R. ウィリアムソン
  • Journal Title: 知能と情報 Vol.18, No.3 Pages: 434-442
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ロボットを用いた生体神経回路網の身体性 (2008)
  • Author(s): 工藤 卓, 徳田 農, 清原 藍, 細川 千絵, 田口 隆久, 林 勲
  • Organizer: 計測自動制御学会第9回システムインテグレーション部会講演論文集, pp.1063-1064
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2008-12-07
• [Presentation] A robust pattern of neuronal response to outer phenomena in "Vitroid", the hybrid neuro-robot (2008)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Minori Tokuda, Ai Kiyohara, Chie Hosokawa, Takahisa Taguchi, and Isao Hayashi
  • Organizer: Proc. of the Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 9th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS&ISIS2008), pp.269-274
  • Place of Presentation: Nagoya
  • Year and Date: 2008-09-18
• [Presentation] ニューロ・ロボットにおけるin vitro学習 (2008)
  • Author(s): 工藤 卓, 徳田 農, 清原 藍, 田口 隆久, 林 勲
  • Organizer: 第24回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp.204-207
  • Place of Presentation: 松原
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] Vitroid - a robot with link between living neuronal network in vitro and robot body (2008)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Minori Tokuda, Ai Kiyohara, Chie Hosokawa, Takahisa Taguchi, and Isao Hayashi
  • Organizer: Proc. of 2008 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA2008), pp.WC3-5
  • Place of Presentation: Takamatsu
  • Year and Date: 2008-08-06
• [Presentation] Neuronal Responces to Sensor Inputs in the Miniature Neuro-Robot Hybrid (2008)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Minori Tokuda, Ai Kiyohara, Isao Hayashi, Chie Hosokawa, and Takahisa Taguchi
  • Organizer: Proc. of the 6th International Meeting on Substrate-Integrated Micro Electrode Arrays (MEA2008), pp.33-36
  • Place of Presentation: Reutlingen
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] Vitroid-"試験管"としてのニューロ・ロボット ハイブリッド (2008)
  • Author(s): 工藤 卓, 徳田 農, 清原 藍, 細川 千絵, 林 勲, 田口 隆久
  • Organizer: 日本知能情報ファジィ学会, 北海道支部セミナー
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2008-05-15
• [Presentation] Interaction between living neuronal network and outer world by programmable multisite stimulation system (2007)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Ai Kiyohara, Chie Hosokawa, Takahisa Taguchi, and Isao Hayashi
  • Organizer: Proc. of the 2007 IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2007), pp.44-49
  • Place of Presentation: Nagoya
  • Year and Date: 2007-11-13
• [Presentation] Recognition of perception and the localization for aperture problem in visual pathway of brain (2007)
  • Author(s): Isao Hayashi, Hisashi Toyoshima, and Takahiro Yamanoi
  • Organizer: Proc. of 2007 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC2007), pp.1872-1877
  • Place of Presentation: Montreal
  • Year and Date: 2007-10-08
• [Presentation] エンタテインメントとしてのバイオ・ロボティクスハイブリッド (2007)
  • Author(s): 工藤 卓, 徳田 農, 清原 藍, 細川 千絵, 田口 隆久, 林 勲
  • Organizer: エンタテイメントコンピューティング2007(EC2007), pp.243-246
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2007-10-03
• [Presentation] Learning and Memory in Living Neuronal Networks Connected to Moving Robot (2007)
  • Author(s): Isao Hayashi, Takahisa Taguchi, and Suguru N. Kudoh
  • Organizer: Proc. of 8th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (ISIS2007), pp.79-81
  • Place of Presentation: Sokcho(Invited Talk)
  • Year and Date: 2007-09-08
• [Presentation] 生体表現システム : ファジィ推論を用いた培養神経細胞における適応学習の解析 (2007)
  • Author(s): 林 勲, 徳田 農, 清原 藍, 田口 隆久, 工藤 卓
  • Organizer: 第23回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp.565-570
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-08-30
• [Presentation] 培養神経細胞による外界認知の試み (2007)
  • Author(s): 清原 藍, 工藤 卓, 徳田 農, 細川 千絵, 田口 隆久, 林 勲
  • Organizer: 第17回インテリジェント・システム・シンポジウム講演論文集, pp.123-128
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] Biologically Inspired Model : 脳神経・知覚・ロボティクスによるハイブリッドシステムを目指して (2007)
  • Author(s): 林 勲, 山ノ井 高洋, 工藤 卓
  • Organizer: 第17回インテリジェント・システム・シンポジウム講演論文集, pp.1-6
  • Place of Presentation: (特別講演)
  • Year and Date: 2007-08-10
• [Presentation] Recognition of Cracks on Concrete Structures Using Evolutional Image Processing (2007)
  • Author(s): Michiyuki Hirokane, Isao Hayashi, Hitoshi Furuta, H.Takiuchi, and I.Nakajima
  • Organizer: Proc. of the 10th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering (ICASP10), TM6-4
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2007-08-01
• [Presentation] 内挿ベクトルを用いる強力なパターン認識法 (2007)
  • Author(s): 福島 邦彦, 林 勲
  • Organizer: 電子情報通信学会ニューロコンピューティング (NC) 研究会発表論文集, No.NC2006-171, 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.106, No.589, pp.105-110
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-03-14
• [Presentation] 生物・ロボテックス・ハイブリッドによる認知エージェントを目指して -分散培養系の中にエージェントは芽生えるか?- (2006)
  • Author(s): 工藤 卓, 清原 藍, 林 勲, 田口 隆久
  • Organizer: 第2回認知エージェント研究会講演論文集・電気学会研究会資料, No.GID-06-1, pp.1-4
  • Place of Presentation: 福井
  • Year and Date: 2006-12-19
• [Presentation] 生体神経細胞を用いた半人工神経回路網の環境応答 (2006)
  • Author(s): 工藤 卓, 清原 藍, 林 勲, 鈴木 正昭, 山口 宗宏, 田口 隆久
  • Organizer: 第21回生体・生理工学シンポジウム講演論文集, Vol.1C1-5, pp.131-134
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2006-11-19
• [Presentation] Operation of Network Dynamics in Cultured Hippocampal Neurons on a Multi-electrode Array (2006)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Isao Hayashi, and Takahisa Taguchi
  • Organizer: Proc. of the 2006 IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS2006), pp.200-204
  • Place of Presentation: Nagoya
  • Year and Date: 2006-11-06
• [Presentation] Structure Evaluation of Receptive Field Layer in TAM Network (2006)
  • Author(s): Isao Hayashi and Toshiyuki Maeda
  • Organizer: Proc. of 2006 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC2006), pp.1541-1547
  • Place of Presentation: Taipei
  • Year and Date: 2006-10-09
• [Presentation] Biologically Motivated Systems : A Fuzzy System for Living Neuronal Networks and Early Vision of Brain (2006)
  • Author(s): Isao Hayashi, Takahiro Yamanoi, and Suguru N. Kudoh
  • Organizer: Proc. of the Joint 3rd International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 7th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS&ISIS2006), pp.1636
  • Place of Presentation: Tokyo(Invited Talk)
  • Year and Date: 2006-09-23
• [Presentation] ラット海馬の培養神経細胞による小型ロボットとの生体表現システム (2006)
  • Author(s): 林 勲, 田口 隆久, 工藤 卓
  • Organizer: 第22回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp.561-562
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2006-09-22
• [Presentation] TAMネットワークの受容野構造における機能比較 (2006)
  • Author(s): 林 勲, 福島 邦彦
  • Organizer: 第22回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp.547-548
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2006-09-07
• [Presentation] Aperture問題に対する知覚認識計測と脳内活動部位の推定 (2006)
  • Author(s): 林 勲, 豊島 恒, 山ノ井 高洋
  • Organizer: 第22回ファジィシステムシンポジウム講演論文集, pp.537-540
  • URL: 札幌
  • Year and Date: 2006-09-07
• [Presentation] Biomodeling System by Living Neuronal Network Connected to Moving Robot (2006)
  • Author(s): Isao Hayashi, Takahisa Taguchi, and Suguru N. Kudoh
  • Organizer: Proc. of International Symposium on Artificial Brain with Emotion and Learning (ISABEL2006), pp.164-165
  • Place of Presentation: Seoul
  • Year and Date: 2006-08-25
• [Presentation] Interaction and Intelligence in Living Neuronal Networks Connected to Moving Robot (2006)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Takahisa Taguchi, and Isao Hayashi
  • Organizer: Proc. of 2006 IEEE International Conference on Fuzzy Systems (FUZZ-IEEE2006) in 2006 IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI2006), pp.6271-6275 (FUZZ4516)
  • Place of Presentation: Vancouver
  • Year and Date: 2006-07-19
• [Presentation] Synaptic Potentiation Re-organized Functional Connections in a Cultured Neuronal Network Connected to a Moving Robot (2006)
  • Author(s): Suguru N. Kudoh, Isao Hayashi, and Takahisa Taguchi
  • Organizer: Proc. of the 5th International Meeting on Substrate-Integrated Micro Electrode Arrays (MEA2006), pp.51-52
  • Place of Presentation: Reutlingen
  • Year and Date: 2006-07-05
• [Presentation] 環境と相互作用するラット海馬神経細胞分散培養系 (2006)
  • Author(s): 工藤 卓, 林 勲, 田口 隆久
  • Organizer: 電気学会, 電子・情報・システム部門, 医用・生体工学研究会, MBE-06-32
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2006-04-21
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://www.kansai-u.ac.jp/Fc_inf/tp/staff/s_ihaya.html