周期行動と内部状態の共振から創発される行動制御

• 研究課題/領域番号: 22686040
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 手老 篤史 九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 准教授 (60431326)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 応用数学 / 制御工学 / 認知科学 / 数理モデリング

研究概要

四脚動物やゾウリムシの行う周期的な行動と内部状態についての数理モデルを作成し、数値計算を行った。その結果、四脚動物の歩容遷移については減衰振動子を仮定することにより、再現可能であることがわかった。この減衰振動子は神経振動子でも再現可能であるが、物理的な相互作用のみでも創発可能である。この結果を基に東北大学石黒章夫研究室にて、物理的な相互作用のみで自発的にウォーク・トロットの歩容遷移を行うロボットの作成を行った。また、ゾウリムシの容器形状記憶実験については数理モデルを構築した。現在は、はこだて未来大学中垣俊之研究室において実験を行ってもらい、実際の生物との相関性を調べている

研究成果

• [雑誌論文] Current reinforced random walks for constructing transport network (2013)
  • 著者名/発表者名: Qi Ma, Anders Johansson, Atsushi Tero, Toshiyuki Nakagaki, David J. T. Sumpter
  • 雑誌名: The Royal Soc. Interface 巻: 10 号: 80 ページ: 20120806-20120806
  • DOI: 10.1098/rsif.2012.0864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple robot suggests physical interlimb communication is essential for quadruped walking Dai Owaki (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kano, Ko Nagasawa, Atsushi Tero, and Akio Ishiguro Interface J. R. Soc
  • 雑誌名: Interface 巻: vol. 10 no. 78 号: 78 ページ: 1742-5662
  • DOI: 10.1098/rsif.2012.0669
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Oscillator Model That Enables Motion Stabilization and Motion Exploration by Exploiting Multi-Rhythmicity (2011)
  • 著者名/発表者名: Dai Owaki, Satoshi Ishida, Atsushi Tero, Kentaro Ito, Koh Nagasawa, Akio Ishiguro, Advanced Robotics
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Volume 25, Numbers 9-10 号: 9-10 ページ: 1139-1158
  • DOI: 10.1163/016918611x574650
  • NAID: 10029513547
• [雑誌論文] An Oscillator Model That Enables Motion Stabilization and Motion Exploration by Exploiting Multi-Rhythmicity (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Owaki, S.Ishida, A.Tero, K.Ito, K.Nagasawa, A.Ishiguro
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Volume 25, Numbers 9-10 ページ: 1139-1158
  • NAID: 10029513547
  • 査読あり
• [学会発表] Common theory for path genesis of adaptive network (2011)
  • 著者名/発表者名: 手老篤史
  • 学会等名: 2nd International conference on morphological computation
  • 発表場所: ベネチア
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Modeling of the Adaptive Network of True Slime Mold (2011)
  • 著者名/発表者名: 手老篤史
  • 学会等名: European Conference on Mathematical and Theoretical Biology 2011
  • 発表場所: ポーランド・クラクフ
  • 年月日: 2011-07-01
• [学会発表] 共振現象から創発する行動制御 (2010)
  • 学会等名: 手老篤史研究会・シンポジウム・ワークショップ 日本機械学会ロボメカ部門東北支部特別講演会
  • 発表場所: 東北大学工学研究科(青葉山キャンパス)
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 真正粘菌における振動パターンとネットワークの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 手老篤史
  • 学会等名: 数理生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-16