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インタラクティブロボット認識の脳メカニズム

公募研究

研究領域人とロボットの共生による協創社会の創成
研究課題/領域番号 22118508
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関明治大学

研究代表者

嶋田 総太郎  明治大学, 理工学部, 准教授 (70440138)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2011年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2010年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードミラーシステム / インタラクティブロボット / 脳活動計測 / 社会性認知 / 脳機能計測 / 社会性知能 / 認知科学
研究概要

本研究は、研究項目1「『不気味の谷』現象におけるヒトの脳活動計測」、および研究項目2「インタラクティブロボットの認識過程」からなる。本研究では、非侵襲計測手法である近赤外分光法(NIRS)を用いてロボットを含めた他者の動作を観察しているときの脳活動を計測する。研究項目1について、本年度は人間の外見を持つCGアニメーションを用いて、運動の途中に短いポーズを挿入することで動きの不自然さを操作した実験およびデータ解析を行った。その結果、スムーズな運動よりも少し不自然な運動の方がミラーシステムの活動が強まること、しかし不自然さが増すとむしろ非活性化が起こることを見出した。これはロボット等の動作を観察しているときの脳活動とも深く関連している。この成果は国際会議や国際ジャーナル誌にて発表を行い好意的な評価を得ている。また研究項目2については、他者のインタラクティブな動作が脳活動に与える影響を調べるため、アイコンタクトおよび他者動作観察時の脳活動を調べた。既存研究で多く用いられるモニタ上での映像刺激提示ではなく、本研究ではNIRSの利点を生かして実際に目の前に存在する他者とのアイコンタクトの影響を調べた。その結果、アイコンタクト時よりも視線を逸らされたときのほうが上側頭溝(STS)と呼ばれる領域の活動が上昇することがわかった。また、モニタとカメラ2台ずつを相互に接続したTV電話のような環境を構築し、お互いの動作を見ているときのミラーシステムの反応を調べた。その結果、ビデオ映像よりもライブで接続している映像を見ているときのほうがミラーシステムの活動が大きいこと、映像が若干遅延した場合にはその活動が弱まることを見出した。これらはロボットとの実世界インタラクションにおけるヒトの脳活動を理解する上で重要な知見であり、今後のロボット開発への応用が期待できる。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (23件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Modulation of motor area activity during observation of unnatural body movements2012

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada, Kazuma Oki
    • 雑誌名

      Brain and Cognition

      巻: 80 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.bandc.2012.04.006

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミラーシステムと心の理論に関する認知神経科学研究の文献紹介2011

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 雑誌名

      認知科学

      巻: 18 ページ: 343-351

    • NAID

      130004853182

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Deactivation in the sensorimotor area during observation of a human agent performing robotic actions2010

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 雑誌名

      Brain and Cognition

      巻: 72 ページ: 394-399

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cluster-based analysis of NIRS data during observation of human and robot actions2010

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 16^<th> annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2010-06-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of motor area activity during observation of human and robot actions2010

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 17^<th> annual meeting of the cognitive neuroscience society(CNS2010)
    • 発表場所
      モントリオール(カナダ)
    • 年月日
      2010-04-17
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Brain activity during observation of other’s action in live and delayed video-mediated social interaction

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      34th Annual Cognitive Science Conference
    • 発表場所
      Sapporo
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Sex difference in mirror neuron system activity during mental rotation of hand and object

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Tanaka, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      8th FENS Forum of Neuroscience
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Dissociation between conscious and unconscious measure of rubber hand illusion

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      8th FENS Forum of Neuroscience
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Brain activity during eye contact measured by functional near-infrared spectroscopy and eye tracking

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      2012 ICME International Conference on Complex Medical Engineering
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Human brain activity during observation of humanoid robot actions

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      11th IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots
    • 発表場所
      Bled, Slovenia
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Activity in extrastriate body area measured by NIRS and 3D-digitizer

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Takigawa, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 17th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Activity of mirror neuron system when observing unnatural actions of a CG character

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Oki, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 17th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Motor area activity during mental rotation of hand and object : A NIRS study

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Tanaka, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 17th annual meeting of the Organization for Human Brain Mapping
    • 発表場所
      Quebec City, Canada
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of rotation and delay in visual feedback on active and passive self-body recognition

    • 著者名/発表者名
      Satoru Koshinbo, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 15th annual meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Attenuation of rubber hand illusion coincides with detection of visual feedback delay

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Suzuki, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 15th annual meeting of the Association for the Scientific Study of Consciousness
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 身体の心的回転におけるミラーシステムの活動

    • 著者名/発表者名
      田中菜摘、嶋田総太郎
    • 学会等名
      日本認知科学会第29回大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 視線の数と方向が自律神経系の活動に与える影響

    • 著者名/発表者名
      都地裕樹、嶋田総太郎
    • 学会等名
      日本認知科学会第29回大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of rooting during observation of a competitive game on mirror neuron system activity(対戦ゲーム観察時のミラーシステムの活動における応援の効果)

    • 著者名/発表者名
      高橋英史、嶋田総太郎
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Mirror neuron system activity during mental rotation of hand and object: A NIRS study

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Tanaka, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 21th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society
    • 発表場所
      Okinawa
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between motor area activity during observation and subsequent imitation performance of sequential actions

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Oki, Sotaro Shimada
    • 学会等名
      The 21th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society
    • 発表場所
      Okinawa
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 他者の不自然な動作に対するミラーニューロンシステムの活動

    • 著者名/発表者名
      沖和真、嶋田総太郎
    • 学会等名
      日本認知科学会第28回大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 身体映像の心的回転における運動野の活動

    • 著者名/発表者名
      田中菜摘、嶋田総太郎
    • 学会等名
      日本認知科学会第28回大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] コミュニケーションの脳機能計測

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 学会等名
      第3回NU-Brainシンポジウム
    • 発表場所
      日本大学
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己と他者の脳内身体表現の発達

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 学会等名
      第1回日本発達神経科学会
    • 発表場所
      兵庫
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 身体性・社会性認知の脳機能計測

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 学会等名
      第3回マルチモーダル脳情報研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Beyond action understanding: Mirror neuron system and selective assimilation of other’s action

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications. "Self body recognition and its impairment"2012

    • 著者名/発表者名
      Sotaro Shimada
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] ミラーニューロンと<心の理論>. 「自己身体はどのように脳内で表現されているのか?(第1章)」2011

    • 著者名/発表者名
      嶋田総太郎
    • 出版者
      新曜社
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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