• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

運動・行動学習における身体ダイナミクスの形成とパターン生成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14350227
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

伊藤 宏司  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30023310)

研究分担者 松野 文俊  電気通信大学, 知能機械工学科, 教授 (00190489)
柴田 克成  大分大学, 工学部, 助教授 (10260522)
近藤 敏之  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (60323820)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2003年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2002年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード感覚・運動統合 / 身体ダイナミクス / 身体自由度 / 適応行動 / 運動学習 / 運動制御 / 拘束ダイナミクス / 上肢到達運動 / 環境認知モデル / 生体システム / ロボティクス / 自己組織化
研究概要

【1】環境変化に適合した知能行動の獲得
(1)多自由度システムが環境変化に適合した知能行動を獲得するためには、環境および行動意図の文脈に基づいて適切な拘束条件を選択させる必要がある.本研究では,システムの状態を非線形力学系のアトラクタとして記憶し,各アトラクタに拘束条件を対応づけることで,文脈に基づいて拘束条件が選択されるモデルを構築した.この結果,システムの状態は感覚刺激の時系列入力により力学的に決定される.
(2)生物の運動制御において、脳が運動軌道をすべて記憶しているというのは、記憶容量の観点から現実的でない.このため、力学系で表現された脳とCPG、身体、環境から成る環境適応型運動生成システムを提案し、上位レベルで感覚受容器から運動系へのマッピングに対する拘束条件を低次元情報として記憶させ、下位レベルで具体的な運動軌道を生成させることにより、多様な運動パターンが発現可能であることを示した.
【2】環境(対象物)・道具・身体(感覚・運動機構)間の動的関係獲得
本研究では,「脳内には,重なり合ったダイナミクスを分離できる機構が存在する」という仮説のもと,複数の動的環境下でその一部を独自の内部モデルとして獲得できるかどうかを実験的に検証した.この結果,二つの異なるダイナミクス(進行方向の速度に比例して手先に力が働く粘性力場と位置に比例して力が働く位置依存の力場)を重ね合わせて発生させ,重なり合ったダイナミクスの一方をあらかじめ学習させることで,他方のダイナミクスの情報を単独のダイナミクスとして認識できることを到達運動実験により確認した.道具により拡大された身体によって外部環境がとらえ直され、内面化されるプロセスを解析する手がかりを得るとともに、道具使用による身体ダイナミクスおよび身体イメージの再構成に関する適応モデルを構築するための重要な基盤を得ることができた.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 図書 (3件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 上肢到達運動における動的環境に対する筋・関節の協調適応機構2006

    • 著者名/発表者名
      土井 真, 近藤敏之, 伊藤宏司
    • 雑誌名

      自律分散システム・ジンポジウム講演論文集

      ページ: 129-134

    • NAID

      10022566243

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数の動的環境に対する人間の運動学習2006

    • 著者名/発表者名
      今井 努, 近藤敏之, 伊藤宏司
    • 雑誌名

      自律分散システム・ジンポジウム講演論文集

      ページ: 169-174

    • NAID

      10022566322

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Periodic Motion Control by Modulating CPG Parameters based on Time-Series Recognition2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence 3630

      ページ: 906-915

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 拘束条件の実時間選択による運動生成2005

    • 著者名/発表者名
      近藤敏之
    • 雑誌名

      計測と制御 44-9

      ページ: 596-601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Periodic Motion Control by Modulating CPG Parameters based on Time-Series Recognition2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Ito
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence 3630

      ページ: 906-915

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Motion Pattern Generation based on On-line Selection of Constraint Conditions2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Ito
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Instrument and Control Engineers 44-9

      ページ: 596-601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Periodic Motion Control by Modulating CPG Parameters based on Time-Series Recognition2005

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kondo, Koji Ito
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Artificial Intelligence 3630

      ページ: 906-915

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 拘束条件の実時間選択による運動生成2005

    • 著者名/発表者名
      近藤敏之, 伊藤宏司
    • 雑誌名

      計測と制御 44-9

      ページ: 596-601

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Impedance Adaptation of Arm Movements under Dynamic Environments2005

    • 著者名/発表者名
      Koji Ito, Takeshi Sakurada, Makoto Doi, Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Proceeding of SICE Annual Conference 2005 WP1-03-02

      ページ: 3305-3310

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Motion Pattern Generation for Multi-link System based on Distributed Kinematics and Dynamics with Time Delay2005

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Nagano, Toshiyuki Kondo, Koji Ito
    • 雑誌名

      Proceeding of SICE Annual Conference 2005

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biological Arm Motion through Reinforcement Learning2004

    • 著者名/発表者名
      Jun Izawa
    • 雑誌名

      Biological Cybernetics 91

      ページ: 10-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Reinforcement Learning with Evolutionary State Recruitment Strategy for Autonomous Mobile Robots Control2004

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems 46

      ページ: 111-124

    • NAID

      10011714335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 拘束ルール抽出機構を用いた自律移動ロボットの段階的行動学習2004

    • 著者名/発表者名
      近藤敏之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 40-3

      ページ: 353-360

    • NAID

      10012681646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Converting General Nonlinear Programming Problems into Separable Programming Problems with Feedforward Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Bao-Liang Lu
    • 雑誌名

      Neural Networks 16

      ページ: 1059-1074

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biological Arm Motion through Reinforcement Learning,2004

    • 著者名/発表者名
      J.Izawa, T.Kondo, K.Ito
    • 雑誌名

      Biological Cybernetics Vol.91, No.1

      ページ: 10-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Reinforcement Learning with Evolutionary State Recruitment Strategy for Autonomous Mobile Robots Control2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Ito
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems vol.46, no.2

      ページ: 111-124

    • NAID

      10011714335

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Incremental Behavior Learning using Constraints Rules Extraction Mechanism for Autonomous Mobile Robot2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kondo, K.Ito
    • 雑誌名

      Trans.of the Society of Instrument and Control Engineers 40-3

      ページ: 353-360

    • NAID

      10012681646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Converting General Nonlinear Programming Problems into Separable Programming Problems with Feedforward Neural Networks2004

    • 著者名/発表者名
      Bao-Liang Lu, K.Ito
    • 雑誌名

      Neural Networks vol.16

      ページ: 1059-1074

    • NAID

      10012745102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biological Arm Motion through Reinforcement Learning2004

    • 著者名/発表者名
      Jun Izawa, Toshiyuki Kondo, Koji Ito
    • 雑誌名

      Biological Cybernetics 91-1

      ページ: 10-22

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skill Acquisition of the Reaching Motion with Holding a Tool2004

    • 著者名/発表者名
      Koji Ito, Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Proc. of Inter. Conf. on Intelligent Manipulation and Grasping

      ページ: 52-57

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Upper-Limb Impedance Adjustment Mechanism for Dynamic Environments2004

    • 著者名/発表者名
      Koji Ito, Kenta Kawakami, Jun Izawa, Toshiyuki Kondo
    • 雑誌名

      Proc. of SICE Annual Conference

      ページ: 2660-2664

    • NAID

      110003232511

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skilled Actions : Human Motor Impedances2004

    • 著者名/発表者名
      Koji Ito
    • 雑誌名

      Advanced Knowledge International

      ページ: 26-31

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Motion Pattern Generation for Multi-link System based on Distributed Kinematics and Dynamics2004

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Nagano, Toshiyuki Kondo, Koji Ito
    • 雑誌名

      Proc. of SICE Annual Conference

      ページ: 2665-2669

    • NAID

      130005441029

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 観測時系列に基づく拘束条件の実時間選択による周期運動パターン生成2004

    • 著者名/発表者名
      染井隆徳, 近藤敏之, 伊藤宏司
    • 雑誌名

      第16回自律分散システム・シンポジウム資料

      ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 身体知システム論 -ヒューマンロボティクスによる運動の学習と制御-2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤宏司
    • 総ページ数
      395
    • 出版者
      共立出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Systems Theory of Embodied Motor Intelligence - Motor Learning and Control for Human-Robotics -2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ito
    • 総ページ数
      395
    • 出版者
      Kyoritsu Shuppan Co., Ltd
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] 身体知システム論-ヒューマンロボティクスによる運動の学習と制御-2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤宏司
    • 総ページ数
      395
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] Norihiko Itoh, Toshiyuki Kondo, Koji Ito: "An Incremental Behavior Learning Based on Reinforcement Learning with Schema Extraction Mechanism for Autonomous Mobile Robot"Proceedings of SICE Annual Conference 2003. TAII-12-1 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Bao-Liang Lu, Koji Ito: "Converting General Nonlinear Programming Problems into Separable Programming Problems with Feedforward Neural Networks"Neural Netwroks. 16-7. 1059-1074 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 井澤 淳, 近藤敏之, 伊藤宏司: "状態予測機構を用いた強化学習による運動学習モデル"計測自動制御学会論文集. 39-7. 679-687 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田克成, 上田雅英, 伊藤宏司: "強化学習による個性・社会性の発現・文化モデル"計測自動制御学会論文集. 39-5. 494-502 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Koji Ito, Mikiko Hori, Toshio Kondo: "The Impedance and Position Control of the Robot Manipulator by the EMG signal"Proceedings of XVII IMEKO World Congress. 2040-2044 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Izawa, Toshiyuki Kondo, Koji Ito: "Motor Learning Model using Reinforcement Learning with Neural Internal Model"Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. ThA8-3 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田克成, 上田雅英, 伊藤宏司: "強化学習による個性・社会性の発現・分化モデル"計測自動制御学会論文集. 39(掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Jun Izawa, Toshiyuki Kondo, Koji Ito: "Biological Robot Arm Motion through Reinforcement Learning"Proceedings of International Conference on Robotics and Automation (ICRA). (CD-ROM). WAII-11-3 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiyuki Wakamatsu, Toshiyuki kondo, Koji Ito: "A Computational Emotion Model based on the Prosodic Component of Speech Sounds"Proceedings of International Conference on Robotics and Automation (ICRA). (CD-ROM). WP-5II-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mikiko Hori, Toshiyuki Kondo, Koji Ito: "EMG controlled manipulation with variable viscoelastic characteristics"Proceedings of 2002 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC'02). (CD-ROM). MP2J2 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toshiyuki Kondo, Koji Ito: "A Reinforcement Learning with Adaptive State Space Recruitment Strategy for Real Autonomous Mobile Robots"Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS'02). (CD-ROM). 393 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Edwardo A.Y.Murakami, T.Yamada, T.Kondo, K.Ito: "Performance Evaluation of Bilateral Micro-Teleoperation Systems based on Man-Machine Dynamic Characteristics"Proceedings of SICE Annual Conference 2002. (CD-ROM). (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

URL: 

公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi