2020 Fiscal Year Research-status Report
細胞集団活動を基盤とした観察角度に依らない三次元物体認識人工知能システムの構築
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20K07713
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
岡村 純也 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (30447594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 鋼 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (40274831)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 物体認識 / 下側頭葉皮質 / 神経細胞 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，物体が観察角度に依らずに脳内で表現される神経メカニズムを明らかにし，機械学習を用いて三次元物体認識のための人工知能システムを構築することを目的とする．特徴が類似した４つの物体を作製し，それぞれ観察角度を0°から90°まで30°ずつ変え，合計16枚の画像を１つの物体セットとした．同じ観察角度で弁別経験した後，30-60°程度まで観察角度に依らずに物体を弁別できるようになることが行動実験から報告されている．ニホンザルに同じ観察角度で弁別経験させた後，下側頭葉皮質神経細胞の応答を記録した．本年度は，すでに記録したデータを用い，同じ観察角度の物体画像への神経細胞の反応でサポートベクトルマシンの識別子をトレーニングし，異なる観察角度の画像への反応でテストした．同じ観察角度で弁別経験した物体に対し，識別子は高い弁別パフォーマンスを示し，真陽性率と偽陽性率の間に有意な差があった．500msの刺激呈示に対し，応答の後半において前半よりも高い弁別パフォーマンスを示し，3次元物体の脳内表現が時間的に異なることが示唆された．解析に用いる神経細胞の数を増やし，同時記録した神経細胞集団の活動を解析対象とするため，新しく1頭のニホンザルのトレーニングを行っている．次年度は，行動実験の弁別パフォーマンスが向上した後，多点記録電極を用いて電気生理学的実験を行い，同時記録した神経細胞集団の同期的な活動を解析し，機械学習による解析に新しくデータを加えることを計画している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに取得したデータを用いて解析を行っているが，新規データの取得が遅れている．理由の１つに年度初めに緊急事態宣言の発令等があり，ニホンザルの入荷が遅れたことが挙げられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
動物のトレーニングについて，入荷が遅れたことによる遅延があるが順調に進んでいる．次年度の早い段階でトレーニングが完了する見込みであり，新規データの取得が可能になる．細胞集団の活動を同時記録し，同期的な活動を解析する．
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| Causes of Carryover |
緊急事態宣言等により実験動物の納入が遅れ，動物実験施設使用料が少なくなったこと，学会等がオンライン開催になり，旅費がかからなかったこと，電気生理実験のデータ解析補助のアルバイトをまだ雇用していないことのため，次年度使用額が生じた．次年度において，多点記録電極の購入費の一部，データ解析補助のアルバイト費用，及び動物実験施設使用料に使用する．
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