2010 Fiscal Year Annual Research Report
運動学習を実現する小脳内情報処理の理解と実機モータ制御への応用
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21500298
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
平田 豊 中部大学, 工学部, 教授 (30329669)
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| Keywords | 前庭動眼反射 / 金魚 / BMI / 適応制御 / プルキンエ細胞 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,脳で実現される適応運動制御機構を計算機に実装できる程度に理解し,ロボット等の実機モータ制御に応用することにある.これにより,小脳を中核とする運動の制御と学習に関する神経科学的理解が進むと同時に,生物と同等の運動学習機能を有する新たなモータ制御やロボット制御技術の開発に繋がるものと期待できる.
今年度実施した本研究の具体的な内容は以下の通りである:
1) 小脳内抑制性介在細胞と各種シナプス可塑性の役割評価:小脳神経回路網において,顆粒細胞からPurkinje細胞への直接経路を修飾する抑制性介在ニューロン(ゴルジ細胞,籠細胞,星状細胞)と,これまでに発見された小脳内各シナプス可塑性(主に平行線維-Purkinje細胞間長期増強と長期減弱)の運動制御・学習における機能的役割を明らかにすることを目的とした.そのために,小脳神経回路構造を忠実に再現した数理モデルを計算機上に構築し,シミュレーションにより,各抑制性神経細胞と各シナプス可塑性の役割を評価した.
2) 小脳型ロボットコントローラの有効性評価:本研究ならびに従来研究により得られた知見を集約し,これまでに構築した小脳神経回路網モデルをよりリアリスティックなものに改良した.これをロボットコントローラとして,不安定系である倒立2輪ロボットの適応制御に適用し,0.1Hz程度の比較的ゆっくりとした目標軌道への追従制御において,その有効性を明らかにした.
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