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階層的目標志向行動を学習・生成する神経ダイナミクスモデル

研究課題

研究課題/領域番号 16H05878
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能ロボティクス
研究機関早稲田大学

研究代表者

有江 浩明  早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, その他(招聘研究員) (20424814)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2016年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
キーワード認知発達ロボティクス / 目標志向行動 / 再帰型神経回路モデル / 深層学習 / ニューラルネットワーク / ディープラーニング / ロボット
研究成果の概要

本研究では,ロボットによる目標志向行動の学習と生成を目的として,まずロボット自身が経験する連続的な感覚運動情報を学習することで,行動の目標という抽象的な情報を自己組織的に表現できる神経回路モデルの開発に取り組んだ.さらにロボットが置かれた状況に合わせて適応的に行動計画を修正するメカニズムの開発も試みた.その成果として構築した神経回路モデルをロボットに実装し,人と共同で組み立て作業を行う課題において,提案手法の有効性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

行動の目標という概念は自ら行動する際に必要となるだけでなく,他者の行動に意図を見いだしたり,模倣学習をしたりする際にも重要な役割を果たしていると指摘されており,社会的認知能力の礎ともなっている.しかしながら,心理学や脳科学の重要な研究課題となっているにもかかわらず,行動の目標という抽象的な概念がどのように表象されているかは未だ明らかではない.本研究の結果として得られた目標志向行動に関する神経回路モデル上での情報表現に関する知見は工学的応用のみならず,認知科学等の学術的な研究への展開も期待できる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Achieving Human-Robot Collaboration with Dynamic Goal Inference by Gradient Descent2019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Murata, Wataru Masuda, Jiayi Chen, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata, Shigeki Sugano
    • 雑誌名

      Neural Information Processing (Lecture Notes in Computer Science)

      巻: Vol. 11954 ページ: 579-590

    • DOI

      10.1007/978-3-030-36711-4_49

    • ISBN
      9783030367107, 9783030367114
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acquisition of Viewpoint Transformation and Action Mappings via Sequence to Sequence Imitative Learning by Deep Neural Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Nakajo, Shingo Murata, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurorobotics

      巻: Vol. 12, Article 46 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fnbot.2018.00046

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Learning to Achieve Different Levels of Adaptability for Human - Robot Collaboration Utilizing a Neuro-dynamical System2018

    • 著者名/発表者名
      Shingo Murata, Yuxi Li, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata, and Shigeki Sugano
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems

      巻: 10 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tcds.2018.2797260

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representation Learning of Logic Words by an RNN: From Word Sequences to Robot Actions2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yamada, Shingo Murata, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurorobotics

      巻: Vol. 11, Article 70 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3389/fnbot.2017.00070

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 深層学習を用いた協調ロボットのための未学習目標画像への汎化2019

    • 著者名/発表者名
      [1]左近実智隆,村田真悟,増田航,陳嘉壹,有江浩明,尾形哲也,菅野重樹
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LSTM-RNNを用いた階層的な目標計画による人間ーロボット協調組立の実現2018

    • 著者名/発表者名
      陳嘉壹,村田真悟,増田航,有江浩明,尾形哲也,菅野重樹
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Four-part Harmonization: Comparison of a Bayesian Network and a Recurrent Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yamada, Tetsuro Kitahara, Hiroaki Arie, and Tetsuya Ogata
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Computer Music Multidisciplinary Research (CMMR2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning of Labeling Room Space for Mobile Robots Based on Visual Motor Experience2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yamada, Saki Ito, Hiroaki Arie, and Tetsuya Ogata
    • 学会等名
      The 26th International Conference on Artificial Neural Networks 2017 (ICANN2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Representation Learning of Logical Words via Seq2seq Learning from Linguistic Instructions to Robot Actions2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuro Yamada, Shingo Murata, Hiroaki Arie, and Tetsuya Ogata
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Human-Agent Interaction (HAI 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経回路モデルにおける追加学習手法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      張耀宇,中條亨一,山田竜郎,村田真悟,有江浩明,尾形哲也
    • 学会等名
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた移動ロボットによる室内空間の状況依存的ラベリング2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤彩貴,山田竜郎,有江浩明,尾形哲也
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会 学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Seq2seq学習による論理語を含む言語指示の理解とロボット行動の生成2017

    • 著者名/発表者名
      山田竜郎,村田真悟,有江浩明,尾形哲也
    • 学会等名
      第31回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] LSTMを用いた四声体和声の生成2017

    • 著者名/発表者名
      山田竜郎,北原鉄朗,有江浩明,尾形哲也
    • 学会等名
      第31回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Achieving Different Levels of Adaptability for Human-Robot Collaboration Utilizing a Neuro-Dynamical System2016

    • 著者名/発表者名
      Yuxi Li, Shingo Murata, Hiroaki Arie, Tetsuya Ogata, and Shigeki Sugano
    • 学会等名
      Workshop on Bio-inspired Social Robot Learning in Home Scenarios, The 2016 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2016)
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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