| 研究課題/領域番号 |
19K22875
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分61:人間情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
池本 周平 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)
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| 研究分担者 |
清水 正宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 生物規範 / ニューラルネットワーク / 学習制御 / 生物規範ロボティクス / 深層学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物の身体が，運動のための優れた特性を持っているという考え方は，ロボティクスにおいて極一般的なものになった．しかし，生物の身体はあまりに複雑であるため，その特性を状態方程式で表現し，制御対象として扱うことは現実的に不可能である．ここで，もし，何らかの方法で生物の身体の状態方程式を手に入れ，制御対象として制御・解析できるようになれば，生物の身体の工学的な理解に向け，重要な一歩を踏み出すことになる．本研究では，カエルの脚を例に，生物の身体を制御対象と捉えて制御理論に則った制御・解析をするための基礎技術の確立を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，カエルの脚を例に，生物の身体を制御対象と捉えて制御理論に則った制御・解析をするための基礎技術の確立を目指している．この目的を達成するため，本研究では，NNに対象の状態方程式に相当する非線形関数を近似させる．このとき，NNの入力である現状態・現入力を表すベクトルが定まれば，そのNNから等価な線形状態方程式を抽出することができ，制御理論に則った制御系設計ができる．カエルの脚に多電極アレイを設置し，電気刺激によって運動を観測することができれば，その制御理論に則った制御が行えると考えた．研究期間を通じ，手法の提案・成果報告は完了したが，コロナ禍により評価実験を完了するには至らなかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生物の身体は，その運動のための優れた特性を持っている．しかし，生物の身体はあまりに複雑であるため，その特性を数式（状態方程式）で表現し，扱うことは現実的に不可能である．本研究は，何らかの方法で生物の身体の状態方程式を手に入れ，生物の身体を制御対象として扱うことができないか？という着目で実施された．具体的には，一旦NNによって状態方程式を近似した後，そこから等価な数式を抜き出すというアイデア・手法を提案し，その基礎技術の確立を行った．一方で，コロナ禍の影響により，評価実験までを完了することはできなかった．提案手法の一般性は高く，今後，多くの応用可能性を秘めていると考えられる．
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