力学系の不変量による身体運動の分節化・認識・生成理論の構築

• 研究課題/領域番号: 16H05860
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 認知科学
• 研究機関: 北陸先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 日高 昇平 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50582912)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円); 2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 模倣 / 運動 / 身体 / 力学系 / 意図推定 / 身体模倣 / 行為 / 分節化 / 身体性 / 時系列解析

研究成果の概要

人の認知的活動の多くは、他者との身体的な相互作用を通じてなされる。こうした社会的な相互作用の基盤を支えていると考えられるのが、人が固有に有する身体的模倣である。身体模倣の実現には、複数の感覚器・効果器の間で、さらに自己と他者の間で表現を変換する必要があり、高度な計算過程を要する。本研究は、特定の種類の身体運動が固有にもつ力学系の次元を基礎として、身体運動の教師なしの分節化および動作種類の同定が可能である事を実証した。また、特定の運動を生成するための基礎理論の構築を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

身体模倣に内在する基本的な性質を解明することで、我々が他者の動きからどのような情報を得ているか、相手がどんな意図を持つか、などの基礎的なメカニズムの理解へとつながると期待される。将来的には、具体的に、自閉症などの社会的な認知機能の障害とみられる傾向をもつ方の支援や周囲の人たちがとるべきコミュニケーションの方法についての示唆を与えることにつながると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] 模倣学習の機序解明に向けた意図推定のモデル化：倒立振子課題の分析 (2019)
  • 著者名/発表者名: TORII Takuma、HIDAKA Shohei
  • 雑誌名: 知能と情報 巻: 31 号: 5 ページ: 826-833
  • DOI: 10.3156/jsoft.31.5_826
  • NAID: 130007728793
  • ISSN: 1347-7986, 1881-7203
  • 年月日: 2019-10-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Representation of Rhythmic Motions (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujinami Tsutomu、Hidaka Shohei
  • 雑誌名: New Generation Computing 巻: 37 号: 2 ページ: 185-201
  • DOI: 10.1007/s00354-019-00051-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 利き手と逆の手の比較に基づく熟達技能への実験的アプローチ (2018)
  • 著者名/発表者名: 鳥居 拓馬、日髙 昇平
  • 雑誌名: 認知科学 巻: 25 号: 1 ページ: 122-125
  • DOI: 10.11225/jcss.25.122
  • NAID: 130007479771
  • ISSN: 1341-7924, 1881-5995
  • 年月日: 2018-03-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fast and exact search for the partition with minimal information loss (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidaka Shohei、Oizumi Masafumi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 号: 9 ページ: 0201126-0201126
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0201126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How can we help others?: a computational account for action completion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Torii, T. & Hidaka, S.
  • 雑誌名: In Proceedings of The 40th Annual Meeting of the Cognitive Science Society 巻: なし ページ: 2572-2577
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 読者の熱中に伴う仮想の変化：仮想の特徴づけとして (2018)
  • 著者名/発表者名: 布山 美慕 & 日高 昇平
  • 雑誌名: 認知科学 巻: 25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toward a mechanistic account for imitation learning: an analysis of pendulum swing-up. (2018)
  • 著者名/発表者名: Torii, T. & Hidaka, S.
  • 雑誌名: New Frontiers in Artificial Intelligence (JSAI-isAI 2016 Workshops) 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] 身体知研究を支える理論・方法論 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古川 康一, 諏訪 正樹, & 日高 昇平
  • 雑誌名: 人工知能学会論文誌 巻: 32 ページ: 222-228
• [雑誌論文] 最適化を超えた認知科学の新たなパラダイムに向けて：Marrの情報処理の三水準の再考 (2017)
  • 著者名/発表者名: 日高 昇平
  • 雑誌名: 認知科学 巻: 24 ページ: 67-78
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toward a Mechanistic Account for Imitation Learning: An Analysis of Pendulum Swing-Up (2017)
  • 著者名/発表者名: Torii Takuma、Hidaka Shohei
  • 雑誌名: New Frontiers in Artificial Intelligence. JSAI-isAI 2016. 巻: 10247 ページ: 327-343
  • DOI: 10.1007/978-3-319-61572-1_22
  • ISBN: 9783319615714, 9783319615721
  • 査読あり
• [雑誌論文] 情報の伝達から理解へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 日高 昇平.
  • 雑誌名: 人工知能学会論文誌 巻: 31 号: 6 ページ: AI30-H_1-10
  • DOI: 10.1527/tjsai.AI30-H
  • NAID: 130005277068
  • ISSN: 1346-0714, 1346-8030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 読書時の身体情報による熱中度変化の記述 (2016)
  • 著者名/発表者名: 布山 美慕 & 日高 昇平
  • 雑誌名: 認知科学 巻: 23 ページ: 135-152
  • NAID: 130005171082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating the latent number of types in growing corpora with reduced cost-accuracy trade-off (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidaka, S
  • 雑誌名: Journal of Child Language 巻: 43 ページ: 107-134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Cognitive Loading on Postural Control in Parkinson's Disease with Freezing of Gait (2016)
  • 著者名/発表者名: Buated, W., Lolekha, P., Hidaka, S., & Fujinami, T.
  • 雑誌名: Gerontology and Geriatric Medicine 巻: 2 ページ: 1-8
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] How can we help others?: a computational account for action completion (2018)
  • 著者名/発表者名: Torii, T. & Hidaka, S.
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Cognitive Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] Symbol grounding and system construction in the color lexicon (2018)
  • 著者名/発表者名: Imai, M., Hidaka, S., Saji, N., & Ohba, M.
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Cognitive Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] Quantifying the impact of active choice in word learning (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidaka, S., Torii, T., & Kachergis, G.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Cognitive Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] Leveraging mutual exclusivity for faster cross-situational word learning: A theoretical analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidaka, S., Torii, T., & Kachergis, G.
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Cognitive Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] 身体運動の模倣メカニズム解明に向けた力学系同定の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 鳥居 拓馬, 日高 昇平
  • 学会等名: 第23回身体知研究会.
• [学会発表] 利き手と逆の手の比較に基づく熟達技能への実験的アプローチ (2017)
  • 著者名/発表者名: 鳥居 拓馬, 日高 昇平
  • 学会等名: 日本認知科学会第34回大会
• [学会発表] 特徴の統合によるオブジェクト構成の計算論に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 日髙 昇平
  • 学会等名: 日本認知科学会第34回大会
• [学会発表] Context-dependent Processes and Engagement in Reading Literature (2016)
  • 著者名/発表者名: Fuyama, M., & Hidaka, S.
  • 学会等名: The Thirty Fourth Annual Meeting of Cognitive Science Society
  • 発表場所: Philadelphia, Pennsylvania, USA
  • 年月日: 2016-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] Toward a mechanistic account for imitation learning: an analysis of pendulum swing-up (2016)
  • 著者名/発表者名: Torii, T. & Hidaka, S.
  • 学会等名: The Third International Workshop on Skill Science.
  • 発表場所: Raiosha Building, Keio University Kanagawa, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] 身体運動から意図推定へ：振子振り上げ運動の分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 日高 昇平
  • 学会等名: 日本認知科学会2016年度冬のシンポジウム
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス, 東京都
  • 招待講演
• [学会発表] 情報の「理解」の定式化に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 日高 昇平
  • 学会等名: 日本認知科学会第33回大会
  • 発表場所: 北海道大学，札幌市，北海道
• [学会発表] Machine Consciousness: a Dream to Build a Strong AI. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shohei Hidaka
  • 学会等名: The 13th Japanese-German Frontiers of Science Symposium
  • 発表場所: Potsdam, Germany
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 認知計算論 Cognitive Computation
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/~shhidaka/
• [備考] Cognitive Computation Lab
  • URL: http://www.jaist.ac.jp/ks/labs/shhidaka/cogcomp/