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人形インタラクション:経験的モード分解と深層学習を用いた人型AIロボットデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 20K23352
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関東京工科大学

研究代表者

董 然  東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 助教 (80879891)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード経験的モード分解 / ロボット / インタラクションデザイン / 序破急 / 伝統芸能 / 人形浄瑠璃 / モーションデザイン / ヒューマンロボットインタラクション / 深層学習 / モーション解析 / ロボット工学 / 人形浄瑠璃文楽
研究開始時の研究の概要

ユネスコ無形文化遺産「人形浄瑠璃文楽」は,3人の人形遣いが一体の人形を操作し,義太夫と三味線使いが義太夫節と呼ばれる音楽により物語を語り,三業一身で舞台を構成する.本研究では,「文楽カラクリ×文楽人形感情表現の匠×序破急メカニズム」の視点から,文楽の動きを周波数領域空間において分解し,抽出された特徴量をAIに学習させる.序破急という非決定論的日本伝統芸能メカニズムを,人工情動知能アシスタントと連動できるコミュニケーションロボットのインタラクションに応用する.

研究成果の概要

人形浄瑠璃では,人形使いが世界で例を見ない操作方法を用い,その動きは世界で最も美しい感情表現動作と賞賛されている.これが実現できているのは,人形が義太夫節(義太夫と三味線)と呼ばれる日本独特な音楽形式に合わせて物語を演じるという伝統芸能技法を使っているからである.本研究はヒルベルト-ファン変換を用いてその技法に重要とされる序破急の視点から,周波数領域での感情表現解析手法を提案した.また,抽出された特徴量を用いて深層学習のトレーニングデータとするロボットモーション生成手法を開発した.さらに,本研究で開発した手法を融合分野にも応用し,異なる分野での非線形問題にも貢献できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,初めて「音×動き×序破急メカニズム」の視点から,伝統芸能の動きを周波数領域空間で解析を行った.序破急という非決定論的日本伝統芸能メカニズムを用いることにより,人工情動知能アシスタントと連動できるコミュニケーションAIのインタラクション手法の確立に寄与できる.本研究が実施した伝統芸能からのロボット創造は,現在世界に注目されている日本文化や日本的感性のテクノロジーを世界へ発信できる学術研究として期待できると同時に,これまでのAIアシスタントの普及を妨げてきた,対人感覚の欠如を改善し,利用の広がりを飛躍的に進める可能性がある.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Photonic Crystal Frequency Demultiplexer Design for Electromagnetic Wave using FDTD and MEMD2022

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran, Shigeta Daisuke, Fujita Yoshihisa, Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会英文誌

      巻: 9 号: 1 ページ: 65-77

    • DOI

      10.15748/jasse.9.65

    • NAID

      130008158426

    • ISSN
      2188-5303
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nonlinear frequency analysis of COVID-19 spread in Tokyo using empirical mode decomposition2022

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran, Ni Shaowen, Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06095-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electromagnetic Penetration and Reflection Analysis in Fractal Structures using Three-dimensional Empirical Mode Decomposition2022

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran, Fujita Yoshihisa, Nakamura Hiroaki, Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: in press 号: 9 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2022.3161997

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A deep learning framework for realistic robot motion generation2021

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran, Chang Qiong, Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Neural Computing and Applications

      巻: in press 号: 32 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s00521-021-06192-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photonic Rendering for Hair Cuticles using High Accuracy NS-FDTD method2021

    • 著者名/発表者名
      Hou Zhuo, Cai Dongsheng, Dong Ran
    • 雑誌名

      ACM SIGGRAPH 2021 Talks

      巻: SIGGRAPH '21 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1145/3450623.3464678

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Motion Capture Data Analysis in the Instantaneous Frequency-Domain Using Hilbert-Huang Transform2020

    • 著者名/発表者名
      Dong Ran、Cai Dongsheng、Ikuno Soichiro
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 22 ページ: 6534-6534

    • DOI

      10.3390/s20226534

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Parallelization Efficiency of k-skip Mister R for Large Scale Linear System obtained from Electromagnetic Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Takayasu Morishita, Ran Dong, Kuniyoshi Abe, Yoshihisa Fujita, Soichiro Ikuno
    • 学会等名
      Compumag 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMDを用いたフォトニック結晶内の電磁波周波数解析2022

    • 著者名/発表者名
      重田 大祐、董 然、生野 壮一郎
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] k段飛ばしMrR法の数値特性と並列化効率の数値的検証2022

    • 著者名/発表者名
      森下 貴康、董 然、阿部 邦美、生野 壮一郎
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 経験的モード分解を用いた東京都 COVID-19 新規感染者のトレンド解析2021

    • 著者名/発表者名
      董 然、生野 壮一郎
    • 学会等名
      日本応用数理学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フラクタル構造内電磁波伝播現象に対する三次元経験的モード分解を用いた空間周波数解析2021

    • 著者名/発表者名
      董 然、藤田 宜久、中村 浩章、生野 壮一郎
    • 学会等名
      第30回MAGDAコンファレンス (MAGDA2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多変量経験的モード分解を用いた電磁波瞬時周波数解析と可視化2021

    • 著者名/発表者名
      董然,生野壮一郎
    • 学会等名
      2020年度非線形問題の解法と可視化に関する研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 残差履歴に応じて適応的に収束改善をするk段飛ばしMrR法の検討と評価2020

    • 著者名/発表者名
      森下貴康,董然,生野壮一郎
    • 学会等名
      第29回MAGDAコンファレンス (MAGDA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間発展電磁界解析に対する経験的モード分解の適用可能性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      董然,重田大祐,生野壮一郎
    • 学会等名
      第29回MAGDAコンファレンス (MAGDA2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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