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Self-Organized Multi-Level Working Memories Facilitate Predictive Coding Based Action Panning

研究課題

研究課題/領域番号 20K19901
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

QUEISSER Jeffrey  沖縄科学技術大学院大学, 認知脳ロボティクス研究ユニット, スタッフサイエンティスト (80869206)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードGeneralization / Free Energy Minimization / Predictive Model / Robot / Learning / Planning / free-energy / sequence prediction / recurrent neural network / robot / working memory / multi-modal / planning / content agnostic / free energy / goal directed planning / Bio-inspired Learning / Working Memory / Self Organization / Robot Learning / Actuve Inference / Variable Binding
研究開始時の研究の概要

This project explores working memories (WM) for AI systems.
By learning to manipulate a WM instead of learning to represent the content directly, it is expected that a system is able to apply its knowledge to new situations without relearning and can find abstract representations of the world.

研究成果の概要

本研究ではAIシステムへのワーキングメモリについて調査を行った
物体操作の内容の直接学習ではなく、視覚的ワーキングメモリで表現される内容から学習することで、未学習の状況における汎化性能の向上を達成した。
モデルは、目標指向型の計画が必要なブロックの積上タスクにおいて、ロボットが未知の物体を操作できることを示した。また、開発した「内容にとらわれない情報処理」の概念を、固有感覚と言語生成の文脈に拡張した。結果、導入したワーキングメモリモジュールが、明示的な制約なく学習したモデルの内部表現を階層的に整理できること、特定の記憶を結合し活用するモデルの作業成果が反復/計数タスクにおいて向上することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This research increased sample efficiency and lowering the computational complexity for online robotic behavior generation, where “big-data” is not available and systems need efficient generalization from few observations.
Further, the models can be valuable for understanding brain (dis-)functions.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Emergence of Content-Agnostic Information Processing by a Robot Using Active Inference, Visual Attention, Working Memory, and Planning2021

    • 著者名/発表者名
      Queisser Jeffrey Frederic、Jung Minju、Matsumoto Takazumi、Tani Jun
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 33 号: 9 ページ: 2353-2407

    • DOI

      10.1162/neco_a_01412

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Emergence of Content-Agnostic Information Processing bya Robot Using Active Inference, Visual Attention,Working Memory, and Planning2021

    • 著者名/発表者名
      Jeffrey Frederic Queisser, Minju Jung, Takazumi Matsumoto and Jun Tani
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [備考] Media (Video)

    • URL

      https://groups.oist.jp/cnru/movies

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Publication Webpage

    • URL

      https://direct.mit.edu/neco/article/33/9/2353/102624/Emergence-of-Content-Agnostic-Information

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Animation, explanation of model

    • URL

      https://groups.oist.jp/cnru/movies

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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