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ヒト脳情報を統合した個性を有する人工知能システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18141
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61060:感性情報学関連
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

西田 知史  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 主任研究員 (90751933)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード人工知能 / 脳情報 / 個性 / 深層学習 / 畳み込みニューラルネット / 感性 / fMRI / 脳解読 / 転移学習 / 自然言語処理 / 脳 / 機械学習 / パターン認識 / 意味認知 / 知覚
研究成果の概要

本研究では、人間らしく振る舞う個性を有したAIの実現に向けて、脳計測実験で得た脳活動を基にモデル化した個人の脳情報を畳み込みニューラルネット(CNN)へ融合するための技術開発を行った。実データを用いた技術検証において、脳情報が推定に有効な認識課題ほど、脳情報の融合によってCNNの推定性能を向上させることを確認した。また、脳情報を融合したCNNの推定結果が、知覚の個人間のばらつきを反映することも確認した。以上の結果は、AIの振る舞いを人間らしくするとともに、個性をAIに組み込む技術として本開発技術が有効であることを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した技術は、特定の認識課題に特化した従来の脳情報融合技術と異なり、多様な認識問題へ適用可能な汎用的技術である点に独自性がある。また脳情報の個性を反映したAIシステムを構築した点も世界初であり、開発技術の学術的価値は極めて高い。人間とAIが調和する未来の情報社会を実現するために、人間らしい振る舞いを行う個性を有したAIの誕生が望まれる。本研究成果はそのようなAIを実現するための基盤技術として、情報社会の発展に大きな貢献をもたらす。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 12件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Expert Programmers Have Fine-Tuned Cortical Representations of Source Code2020

    • 著者名/発表者名
      Ikutani Yoshiharu、Kubo Takatomi、Nishida Satoshi、Hata Hideaki、Matsumoto Kenichi、Ikeda Kazushi、Nishimoto Shinji
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1523/eneuro.0405-20.2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expert programmers have fine-tuned cortical representations of source code2020

    • 著者名/発表者名
      Ikutani Yoshiharu、Kubo Takatomi、Nishida Satoshi、Hata Hideaki、Matsumoto Kenichi、Ikeda Kazushi、Nishimoto Shinji
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 1-19

    • DOI

      10.1101/2020.01.28.923953

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relational Network of People Constructed on the Basis of Similarity of Brain Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Shinkuma Ryoichi、Nishida Satoshi、Kado Masataka、Maeda Naoya、Nishimoto Shinji
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 7 ページ: 110258-110266

    • DOI

      10.1109/access.2019.2933990

    • NAID

      120006954916

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain-mediated Transfer Learning of Convolutional Neural Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nishida, Yusuke Nakano, Antoine Blanc, Naoya Maeda, Masataka Kado, Shinji Nishimoto
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Describing Semantic Representations of Brain Activity Evoked by Visual Stimuli2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Eri、Kobayashi Ichiro、Nishimoto Shinji、Nishida Satoshi、Asoh Hideki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2018 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC)

      巻: - ページ: 576-583

    • DOI

      10.1109/smc.2018.00107

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Decoding naturalistic experiences from human brain activity via distributed representations of words.2018

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Nishimoto S
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: - ページ: 232-242

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2017.08.017

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 予測符号化を模倣する深層生成学習モデル構築に向けた基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      黒田 彗莉, 西本 伸志, 西田 知史, 小林 一郎
    • 学会等名
      情報処理学会 第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Disorganized representational structures of semantic information in schizophrenia brains2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Matsumoto Y, Yoshikawa N, Son S, Murakami A, Hayashi R, Takahashi H, Nishimoto S
    • 学会等名
      The 12th FENS Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳情報を組み込んだ単語分散表現による文章からの印象・好感度推定2020

    • 著者名/発表者名
      西田知史, 中野裕介, Blanc Antoine, 前田直哉, 角将高, 西本伸志
    • 学会等名
      第34回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Brain-mediated Transfer Learning of Convolutional Neural Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida S
    • 学会等名
      第2回脳科学サロン「脳とAI」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 予測符号化を模倣する深層生成学習モデル構築に向けた取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      黒田 彗莉, 西本 伸志, 西田 知史, 小林 一郎
    • 学会等名
      第23回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Brain-mediated Transfer Learning of Convolutional Neural Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Nakano Y, Blanc, A, Maeda N, Kado M, Nishimoto S
    • 学会等名
      Thirty-Fourth AAAI Conference on Artificial Intelligence
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DX時代の最先端技術 消費者感性を予測する脳解読基盤「NeuroAI」: 脳情報とAIの融合2020

    • 著者名/発表者名
      西田知史
    • 学会等名
      NTT DATA Innovation Conference 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 統合失調症における脳内意味ネットワーク異常:エンコーディングモデルとグラフ理論解析を用いて2020

    • 著者名/発表者名
      松本有紀子, 西田知史, 孫樹洛, 村上晶郎, 吉川長伸, 林隆介, 西本伸志, 高橋英彦
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第20回冬のワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward Identifying the Neural Basis of Programming Expertise: an fMRI Study with Expert Programmers2020

    • 著者名/発表者名
      Ikutani Y, Kubo T, Nishida S, Hata H, Matsumoto K, Ikeda K, Nishimoto S
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第20回冬のワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Deep transfer learning mediated by human brain information2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Nakano Y, Blanc A, Maeda N, Kado M, Nishimoto S
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第20回冬のワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards the decoding of human natural perception for real-world applications2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida S
    • 学会等名
      Applying Neuroscience to Business
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Study on a Correlation between a Predictive Model of Motion Pictures Imitating the Predictive Coding of the Cerebral Cortex and Brain Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiyama C, Nishimoto S, Nishida S, Asoh H, Kobayashi I
    • 学会等名
      2019 Conference on Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Correspondence Relationship between Brain Activity and Semantic Representation2019

    • 著者名/発表者名
      Ozaki K, Nishida S, Nishimoto S, Asoh H, Kobayashi I
    • 学会等名
      2019 Conference on Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Identifying the Neural Basis of Programming Expertise: an fMRI Study with Expert Programmers2019

    • 著者名/発表者名
      Ikutani Y, Kubo T, Nishida S, Hata H, Matsumoto K, Ikeda K, Nishimoto S
    • 学会等名
      APSIPA BioSiPS Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abnormal semantic network in the schizophrenia brain: an encoding modeling and graph theoretic approach2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Nishida S, Son S, Murakami A, Yoshikawa N, Hayashi R, Nishimoto S, Takahashi H
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Genetic contribution to inter-individual differences in human natural audio-visual experiences2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoda S, Nishida S, Honda C, Watanabe M, Ollikainen M, Vuoksimaa E, Kaprio J, Osaka Twin Research Group, Nishimoto S
    • 学会等名
      The 2019 Behavior Genetics Association Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional subdivisions around FEF revealed by multi-modal modeling of movie-evoked activity2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi H, Nishida S, Nakai T, Nishimoto S
    • 学会等名
      2019 Organization for Human Brain Mapping Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Schizophrenia reduces intra- and inter-individual diversity of semantic representations in the brain2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Matsumoto Y, Yoshikawa N, Son S, Murakami A, Hayashi R, Takahashi H, Nishimoto S
    • 学会等名
      2019 Organization for Human Brain Mapping Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳内情報表現の融合による深層学習ネットワークの認識能力向上2019

    • 著者名/発表者名
      西田知史, 西本伸志
    • 学会等名
      第33回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた動画刺激時の脳活動データからの文生成2019

    • 著者名/発表者名
      張嘉瑩, 西田知史, 西本伸志, 小林 一郎
    • 学会等名
      第33回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 自然な知覚状況下におけるヒト脳内情報の可視化とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      西田知史
    • 学会等名
      本田技術研究所 講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Brain decoding of human natural perception using statistical language modeling2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida S
    • 学会等名
      The 5th CiNet Conference: Computation and representation in brains and machines
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脳情報の可視化とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      西田知史
    • 学会等名
      神戸大学計算科学教育センター遠隔講義 計算生命科学の基礎V 計算科学・データサイエンスと生命科学の融合 基礎から医療・創薬への応用まで
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] fMRI evidence for the disorganization of semantic representation in the schizophrenia brain2019

    • 著者名/発表者名
      Nishida S, Matsumoto Y, Yoshikawa N, Son S, Murakami A, Hayashi R, Takahashi H, Nishimoto S
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム第19回冬のワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Modeling human visual responses with a U-shaped deep neural network for motion flow-field estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Wada, Satoshi Nishida, Hiroshi Ando, Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      2018 Conference on Cognitive Computational Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] U字型深層ニューラルネットワークを用いたヒト視覚応答のモデル化2018

    • 著者名/発表者名
      和田充史, 西田知史, 安藤広志, 西本伸志
    • 学会等名
      日本視覚学会2018年夏季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Genetic contributions to individuality of natural audio-visual experiences2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Toyoda, Satoshi Nishida, Chika Honda, Mikio Watanabe, Osaka Twin Research Group, Shinji Nishimoto
    • 学会等名
      Toward Understanding “INDIVIDUALITY“
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 西田 知史 (Satoshi Nishida)

    • URL

      https://sites.google.com/site/satnishida/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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