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深層学習を用いた生物との双方向コミュニケーションの確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K00329
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関北海道大学

研究代表者

飯塚 博幸  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30396832)

研究分担者 山本 雅人  北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (40292057)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード生物機械間相互作用 / 双方向相互作用 / メダカ / 深層強化学習 / 相互作用 / 群行動 / 深層学習 / インタラクション / 生物
研究成果の概要

メダカを実験の対象とし,リアルタイムに検出したメダカの位置に応じて視覚刺激を生成し提示する双方向相互作用システムを構築した.この実験装置を使用して,人工物とメダカの間に双方向相互作用が可能である条件と,単方向相互作用条件とを比較して,人工物とメダカの間に双方向相互作用が成立可能かを実験した.相互作用条件のときにリアルのメダカは人工物に興味を示し,単方向相互作用実験よりも人工物の存在する画面の方に滞在する時間が増加した.つまり,双方向の時に,リアルのメダカの特定の行動を誘発することが可能であった.これはコミュニケーション様の相互作用を人工物とメダカの間に実現できたといえる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今までの人工物を用いた生物の振る舞いを明らかにする実験では,本当の生物の動きを記録したものを再生するか,あらかじめ人工的に作られた動きを再生するプレイバック実験しか行われてこなかった.これは我々の行った実験のnon-reactive条件に相当する.それに対して,我々の実験では,リアルタイムに生物の動きを計測し,瞬時に人工物の動きを生成することで,人工物と生物の間に双方向相互作用を成立させることに成功した.結果としては,生物は双方向と単方向の相互作用で異なる振る舞いを見せ,生物の新たな実験ステージへと開いた.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [学会発表] Efffect of Reactivity Artificial Medaka on Real Medaka2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Auchi, Wataru Noguchi, Hiroyuki Iizuka, Masahito Yamamoto
    • 学会等名
      Proceedings of the twenty-fifth international symposium on Artificial life and Robotics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Synthetic Approach to Animal Interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Iizuka, Yosuke Nakamoto, and Masahito Yamamoto
    • 学会等名
      Proceedings of the Artificial Life Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AI applications to swarm behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki iizuka
    • 学会等名
      Swarm Intelligence in AI and ALife workshop on Swarm2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishing Mutual Interaction between Artificial and Real Medaka2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nakamoto, Hiroyuki Iizuka, Masahito Yamamoto
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on Artificial Life and Robotics 2019 (AROB 2019), 633-637
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Learning of Individual Sensorimotor Mapping to Form Swarm Behavior from Real Fish Data2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Iizuka, Yosuke Nakamoto, Masahito Yamamoto
    • 学会等名
      Proceedings of the 2018 Conference on Artificial Life, 179-185
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproduction of Swarm Behavior by Learning Individual Rules Using Neural Network2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Nakamoto, Hiroyuki Iizuka, Masahito Yamamoto,
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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