片腕運動-両腕運動の運動学習統一理論モデルの構築、実証とその応用

• 研究課題/領域番号: 16K16122
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ソフトコンピューティング
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 瀧山 健 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (40725933)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 身体運動学習 / 運動プリミティブ / 片腕運動 / 両腕運動 / 神経回路網モデル / 身体運動制御 / 機械学習 / 運動学習 / 認知科学 / 知能機械 / 神経科学

研究成果の概要

片腕運動時と両腕運動時の脳内情報処理の関係は明らかでなく、片腕、両腕運動を統一的に議論できる理論的枠組みは数少ない。本研究では、運動プリミティブの枠組みを発展させ、片腕運動時における運動学習過程と両腕運動時における運動学習過程を同時に記述する片腕-両腕運動統一理論モデルの構築を行った。これにより、従来別々のモデルで別々に考慮されていた片腕運動、両腕運動を統一的に扱うことが可能となった。加えて、提案モデルを実証する行動実験、より生物学的に妥当な数理モデルによる実装を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Bayesian geodesic path for human motor control (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 雑誌名: Neural networks 巻: 93 ページ: 137-142
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2017.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of neural adaptation on dynamics and equilibrium state of neural activities in a ring neural network (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 雑誌名: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 巻: 50 号: 49 ページ: 4956011-13
  • DOI: 10.1088/1751-8121/aa91ae
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting the relevance to performance of whole-body movements (2017)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Furuki, Ken Takiyama
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 156591-14
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15888-3
  • NAID: 130006189580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A balanced motor primitive framework can simultaneously explain motor learning in unimanual and bimanual movements (2017)
  • 著者名/発表者名: Takiyama K, Sakai Y
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: 86 ページ: 80-89
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2016.10.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optimal multiple-information integration inherent in a ring neural network (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 雑誌名: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 巻: 50 号: 8 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1088/1751-8121/aa5577
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Maximization of learning speed due to neuronal redundancy in reinforcement learning (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: 85 号: 11 ページ: 1-6
  • DOI: 10.7566/jpsj.85.114801
  • NAID: 40020994936
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Prospective coding in motor learning and motor decision making (2018)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 学会等名: the 18th workshop of brain and mind
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Prospective coding in motor learning and motor decision making (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀧山 健
  • 学会等名: 脳科学ライフサポート研究センターセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Detecting the relevance of each motion component in whole-body motion to performance (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama, Daisuke Furuki
  • 学会等名: the XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB)
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of switching rule on motor learning (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama, Koutaro Ishii, Takuji Hayashi
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience (SfN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Competitive game influences risk-sensitivity in motor decision-making (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiji Ota, Takuji Hayashi, Ken Takiyama
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience (SfN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Motor learning rate is influenced by prior motor learning through reconfiguration of directional preference of motor primitives (2017)
  • 著者名/発表者名: Takuji Hayashi, Ken Takiyama, Daichi Nozaki
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience (SfN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Application of POrtable Motor learning LABoratory (PoMLab): cross-syndrome comparison of implicit visuomotor adaptation among patients with stroke and Parkinson’ s disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shinya, Ken Takiyama, Takeshi Sakurada, Shin-ichi Muramatsu, Hirofumi Ogihara, Takaaki Sato, Taiki Komatsu
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience (SfN2017)
  • 国際学会
• [学会発表] パフォーマンスに関連した運動要素の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山 健
  • 学会等名: 日本機械学会 シンポジウム： スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
  • 招待講演
• [学会発表] 運動学習の統一理論モデル -誤差の予測の重要性- (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健, 平島雅也, 野崎大地
  • 学会等名: 数理生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] ルールの切り替えが運動学習に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健, 石井恒太郎, 林拓司
  • 学会等名: 日本神経回路学会
• [学会発表] パフォーマンスに関連する・関連しない運動要素の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健
  • 学会等名: スポーツ科学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 競争課題は運動意思決定におけるリスク感受性に影響する (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田啓示, 瀧山健
  • 学会等名: 体力医学会
• [学会発表] 自分の運動学習能力を測ってみよう (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健
  • 学会等名: 創発シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ルールの切り替えが運動学習に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健, 石井恒太郎, 林拓司
  • 学会等名: Motor Control 研究会
• [学会発表] Influence of switching rule on motor learning (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama, Kohtaro Ishii, Takuji Hayashi
  • 学会等名: 日本神経科学学会
• [学会発表] 全身運動におけるパフォーマンスへの関連度の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健, 古木大祐
  • 学会等名: 第61回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’17)
  • 招待講演
• [学会発表] 運動学習の統一理論モデル -誤差の予測の重要性- (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健
  • 学会等名: 電子情報通信学会 東海支部 第３回学生会講演会
  • 発表場所: 中部大学 (愛知県春日井市)
  • 招待講演
• [学会発表] Prospective errors determine motor learning - a step towards a unified model of motor learning - (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 学会等名: Modeling Neural Activity (MONA2)
  • 発表場所: Waikoloa Beach Mrriott, Hawaii, United state
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Prospective errors determine motor learning - a step towards a unified model of motor learning - (2016)
  • 著者名/発表者名: Ken Takiyama
  • 学会等名: Neurolunch
  • 発表場所: Harvard University, Boston, United state
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Portable Motor Learning Laboratory (PoMLab) (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya Masahiro, Ken Takiyama
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience (SfN2016)
  • 発表場所: Convention center, San Diego, United states
  • 国際学会
• [学会発表] 運動学習の統一理論モデル -誤差の予測の重要性- (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健
  • 学会等名: 第10回 Motor Control 研究会
  • 発表場所: 慶応大学 (神奈川県日吉市)
  • 招待講演
• [学会発表] 運動学習の統一理論モデル -誤差の予測の重要性- (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀧山健
  • 学会等名: 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際交流センター (大阪府大阪市)
  • 招待講演