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完全分散表現に基づく文脈横断型推論システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15300068
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 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関筑波大学

研究代表者

森田 昌彦  筑波大学, 大学院システム情報工学研究科, 助教授 (00222349)

研究分担者 末光 厚夫  島根大学, 総合理工学部, 教務職員 (20422199)
研究期間 (年度) 2003 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2005年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード軌道アトラクタ / 選択的不感化 / 非単調ニューラルネット / 神経力学系 / パターンベース推論 / 常識推論 / 情報統合 / 神経回路モデル / ニューラルネット / 非単調推論 / 分散表現 / 文脈修飾
研究概要

古典的人工知能の限界を打破して人間のような柔軟な知能を実現する鍵は,情報を記号ではなくパターンとして分散的に表現し,それをパターンのまま操作して推論などの処理を行うこと,および特定の文脈で学習した知識をそれ以外の文脈でも利用することだと考えられる.そこで,分散表現のみを用いたパターンベースの推論システムを開発し,限られた学習データを基に様々な文脈において適切に類推する機能を実現することを目的として,本研究を実施した.その際,従来手法の問題点の克服に必要な原理の開発と,脳との原理的共通性の検証も重視し,以下の成果を得た.
1.パターンベースの情報処理原理の開発:多層パーセプトロンには「1対多対応による荷重の平均化」という深刻な問題があることを指摘すると共に,この問題が「選択的不感化」という手法により解決されることを示した.また,この手法を軌道アトラクタモデルに適用することにより,任意の有限オートマトンを模擬できることなどを明らかにした.
2.推論システムの構築と改良:上記の原理に基づき,非単調神経回路網が構成する大自由度力学系のダイナミクスを利用した,完全なパターンベースの推論システムを構築した.様々な実験を行った結果,このシステムは(1)全く未知の問い対して適切に答えるといった高い類推能力をもつ,(2)学習した知識を異なる文脈でも利用することができる,(3)例外をうまく扱うことができるため,非単調推論が無理なく実現できる,(4)従来のニューラルネットに知識の追加が容易である,などこれまでにない優れた性質を持つことがわかった.
3.原理の生物学的妥当性の検証:下側頭集および海馬のニューロン活動のモデル化や心理物理実験を行い,上記の推論システムの原理,特に選択的不感化が脳において用いられていることを強く示唆する結果を得た.

報告書

(5件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (26件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] 軌道アトラクタを用いたパターンベース推論2007

    • 著者名/発表者名
      山根健
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D) J90-D

      ページ: 933-944

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 選択的不感化理論に基づく海馬ニューロン活動のモデル化2007

    • 著者名/発表者名
      宮澤泰弘
    • 雑誌名

      日本神経回路学会誌 14

      ページ: 3-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pattern-based reasoning using trajectory attractors (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yamane
    • 雑誌名

      The IEICE Transactions on Information and Systems (Japanese Edition) J90-D

      ページ: 933-944

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling the activity of the hippocampal neurons based on the theory of selective desensitization (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyazawa
    • 雑誌名

      The Brain & Neural Networks 14

      ページ: 3-12

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 選択的不感化理論に基づく海馬ニューロン活動のモデル化2007

    • 著者名/発表者名
      宮澤泰弘, 末光厚夫, 森田昌彦
    • 雑誌名

      日本神経回路学会誌 14

      ページ: 3-12

    • NAID

      110006250622

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 軌道アトラクタを用いたパターンベース推論2007

    • 著者名/発表者名
      山根健, 蓮見高志, 末光厚夫, 森田昌彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D) J90-D

      ページ: 933-944

    • NAID

      110007385894

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Neural network model of context-dependent neuronal activity in inferotemporal cortex2006

    • 著者名/発表者名
      A.Suemitsu
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 International Joint Conference on Neural Networks 1

      ページ: 685-690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 神経力学系間の相互作用に基づく文脈依存的時空間パターン処理2006

    • 著者名/発表者名
      蓮尾高志
    • 雑誌名

      情報科学技術レターズ 5

      ページ: 139-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Context-dependent processing of spatiotemporal patterns based on interaction between neurodynamical systems (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      T.Hasuo
    • 雑誌名

      Information Technology Letters 5

      ページ: 139-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Neural network model of context-dependent neuronal activity in inferotemporal cortex2006

    • 著者名/発表者名
      Suemitsu, A, Morita, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2006 International Joint Conference on Neural Networks, Vancouver

      ページ: 685-690

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 神経力学系間の相互作用に基づく文脈依存的時空間パターン処理2006

    • 著者名/発表者名
      蓮尾高志, 山根健, 森田昌彦
    • 雑誌名

      情報科学技術レターズ 5

      ページ: 139-142

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 軌道アトラクタモデルによる分散表現に基づく推論2005

    • 著者名/発表者名
      山根 健
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告(NC2005) 105・131

      ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 非単調ニューラルネットによるパターンベース推論2005

    • 著者名/発表者名
      山根 健
    • 雑誌名

      第15回インテリジェント・システム・シンポジウム講演論文集

      ページ: 311-316

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 下側頭葉における文脈依存的連想の計算論的モデル2004

    • 著者名/発表者名
      末光厚夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D-II) J87-D-II

      ページ: 1665-1677

    • NAID

      110003171156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Two-attribute hypothesis in human visual feature integration2004

    • 著者名/発表者名
      S.Morokami
    • 雑誌名

      Proceedings of the Second International Workshop on ManMachine Symbiotic Systems 1

      ページ: 173-180

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 選択的不感化法を適用した層状ニューラルネットの情報統合能力2004

    • 著者名/発表者名
      森田昌彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D-II) J87-D-II

      ページ: 2242-2252

    • NAID

      110003203174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Computational model of context-dependent association in inferior temporal cortex (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      A.Suemitsu
    • 雑誌名

      The IEICE Transactions on Information and Systems (Japanese Edition) J87-D-II

      ページ: 1665-1677

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Information integration ability of layered neural networks with the selective desensitization method (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      M.Morita
    • 雑誌名

      The IEICE Transactions on Information and Systems (Japanese Edition) J87-D-II

      ページ: 2242-2252

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 側頭葉における文脈依存的連想の計算論的モデル2004

    • 著者名/発表者名
      末光厚夫, 諸上茂光, 森田昌彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D-II) Vol.J87-D-II, No.8

      ページ: 1665-1677

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 選択的不感化法を適用した層状ニューラルネットの情報統合能力2004

    • 著者名/発表者名
      森田昌彦, 村田和彦, 諸上茂光, 末光厚夫
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D-II) Vol.J87-D-II, No.12

      ページ: 2242-2252

    • NAID

      110003203174

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-attribute hypothesis in human visual feature integration2004

    • 著者名/発表者名
      Shigemitsu Morokami, Masahiko Morita
    • 雑誌名

      Proc.of the Second International Workshop on Man-Machine Symbiotic Systems

      ページ: 173-180

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 選択的不感化原理に基づく文脈依存的ニューロン活動のモデル化2003

    • 著者名/発表者名
      末光厚夫
    • 雑誌名

      情報科学技術レターズ 2

      ページ: 149-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 嗅周皮質の可塑性に基づく受動的連合形成のモデル2003

    • 著者名/発表者名
      諸上茂光
    • 雑誌名

      日本神経回路学会誌 10

      ページ: 123-129

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Context-dependent sequential recall by a trajectory attractor network with selective desensitization2003

    • 著者名/発表者名
      M.Morita
    • 雑誌名

      Proceedings of the Third International Conference on Neural Networks and Artificial Intelligence 1

      ページ: 235-238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling context-dependent Neuronal Activity based on Selective Desensitization Principle (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      A.Suemitsu
    • 雑誌名

      Information Technology Letters 2

      ページ: 149-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A model of implicit association learning based on plasticity in the perirhinal cortex (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      S.Morokami
    • 雑誌名

      The Brain & Neural Networks 10

      ページ: 123-129

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 末光 厚夫: "選択的不感化に基づく文脈依存的ニューロン活動のモデル化"情報技術レターズ. 2. 149-152 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 諸上 茂光: "嗅周皮質の可塑性に基づく受動的連合形成のモデル"日本神経回路学会誌. 10・3. 123-129 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Morita, M.: "Context-dependent sequential recall by a trajectory attractor network with selective desensitization"Proceedings of the Third International Conference on Neural Networks and Artificial Intelligence. 235-238 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 村田 和彦: "選択的不感化を用いた二層ニューラルネットとその汎化能力"情報科学技術フォーラム2003. 459-460 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 古徳 雅史: "複数の属性を持つ視覚作業記憶の情報表現に関する研究"Technical Report on Attention and Cognition. 21(Web出版). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森田 昌彦: "多層パーセプトロンの限界とその解消"電子情報通信学会技術報告(NC2003). 103-733. 103-108 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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