情動の評価・誘因と動的記憶の融合による大脳辺縁系の数理モデル及びその応用

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18500230
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体生命情報学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 呉本 尭 山口大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40294657)
• 研究分担者: 大林 正直 山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60213849) ; 小林 邦和 山口大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (40263793)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 脳型情報処理 / 脳高次機能の数理モデル / カオスニューラルネットワーク / 連想記憶 / 情動モデル / 大脳辺縁系

研究概要

本研究では情動の評価・誘因要素と動的記憶回路を融合した数理モデルを構築し、大脳辺縁系の高次機能を有する知的システムを開発した。具体的には、海馬CA3 モデル、海馬-新皮質モデル、扁桃体モデルなど複数の数理モデルの開発・融合を行い、又、カオス的遍歴などによる情動・記憶の状態遷移を制御する方式を提案することによって、情動の関与した複数の時系列パターンの相互想起及び長期記憶形成機能を持つ大脳辺縁系の数理モデルを開発することができた。本研究は提案した大脳辺縁系数理モデルの開発によって、脳全体を統一する数理システムの実現可能性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] TD 誤差に基づく強化学習のメタパラメータ学習法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 溝上裕之, 小林邦和, 呉本尭, 大林正直
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C Vol.129, No.9(印刷中)
• [雑誌論文] 局所線形モデルを導入したウェーブレットニューラルネットワークのベイズ的設計法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林邦和, 大林正直, 呉本尭
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C Vol.129, No.7(印刷中)
• [雑誌論文] A Dynami Associative Memory System by Adopting Amygdala Model (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kuremoto, T. Ohta, K. Kobayashi, M. Obayashi
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics Vol.13. No.2 ページ: 478-482
• [雑誌論文] A Bayesian Local Linear Wavelet Neural Network, Springer-Verlag (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kobayashi, M. Obayashi and T. Kuremoto
  • 雑誌名: Lecture Notes in Computer Science Vol.5507 ページ: 147-154
• [雑誌論文] A Robust Reinforcement Learning Using Concept of Slide Mode Control (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Obayashi, N. Nakahara, T. Kuremoto, K. Kobayashi
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics Vol.13, No.2 ページ: 526-530
• [雑誌論文] A Reinforcement Learning Method Based on Immune Network Adapted to Semi Markov Decision Process (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Kogawa, M. Obayashi, K. Kobayashi, T. Kuremoto
  • 雑誌名: Artificial Life and Robotics Vol.13, No.2 ページ: 538-542
• [雑誌論文] A Dynami Associative Memory System by Adopting Amygdala Model (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kuremoto, T. Ohta, K. Kobayashi, M. Obayashi
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2008) ページ: 563-566
• [雑誌論文] A Neuro-Fuzzy Learning System for Adaptive Swarm Behaviors Dealing with Continuous State Space (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Obayashi M., Kobayashi K., Adachi H., Yoneda K.
  • 雑誌名: Springer-Verlag, Lecture Notes in Computer Science (ICIC 2008) Vol.5227 ページ: 675-683
• [雑誌論文] A Reinforcement Learning System with Chaotic Neural Neworks-Based Adaptive Herarchical Memory Structure for Autonomous Robots (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Obayashi, K. Narita, T. Kuremoto, K. Kobayashi
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Control, Automation and Systems 2008 (ICCAS 2008) ページ: 69-74
• [雑誌論文] A Self-Organized Fuzzy-Neuro Reinforcement Learning System for Continuous State Space for Autonomous Robots (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Obayashi, T. Kuremoto, K. Kobayashi
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Computational Intelligence for Modeling, Control and Automation 2008(CIMCA08) ページ: 552-559
• [雑誌論文] A Reinforcement Learning Method Based on Immune Network Adapted to Semi Markov Decision Process (2008)
  • 著者名/発表者名: Kogawa N., Obayashi M., Kobayashi K., and Kuremoto T.
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2008) ページ: 63-66
• [雑誌論文] A Robust Reinforcement Learning Using Concept of Sliding Mode Control (2008)
  • 著者名/発表者名: Obayashi M., Nakahara N., Kobayashi K., and Kuremoto T.
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2008) ページ: 547-550
• [雑誌論文] Chaotic Dynamical Associative Memory Model Using Supervised Learning (2008)
  • 著者名/発表者名: Obayashi, M., Yano, Y., Kobayashi, K., and Kuremoto, T.
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB 2008) ページ: 555-558
• [雑誌論文] A Reinforcement Learning System for Swarm Behaviors (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Obayashi M., Kobayashi K., Adachi H., Yoneda K.
  • 雑誌名: Proceedings of IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI /IJCNN2008) ページ: 3710-3715
• [雑誌論文] 状態予測型強化学習システム (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林邦和, 中野浩二, 呉本尭, 大林正直
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C Vol.128, No.8 ページ: 1303-1311
• [雑誌論文] 一時的滞留機能を持つ過渡的カオス連想記憶モデル (2008)
  • 著者名/発表者名: 大林正直, 成田顕一郎, 小林邦和, 呉本尭
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C Vol.128, No.12 ページ: 1852-1858
• [雑誌論文] 免疫回路網式強化学習 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川長久, 大林正直, 小林邦和, 呉本尭
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 Vol.43, No.6 ページ: 525-527
• [雑誌論文] Transient-SOM を用いた手画像命令学習システム (2007)
  • 著者名/発表者名: 羽野ともえ, 呉本尭, 小林邦和, 大林正直
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 Vol.43, No.11 ページ: 1004-1006
• [雑誌論文] Cooperative Behavior Acquisition of Multiple Autonomous Mobile Robots by an Objective-based Reinforcement Learning System (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K., Nakano K., Kuremoto T. and Obayashi M.
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2007) ページ: 777-780
• [雑誌論文] Robot Feeling Formation Based on Image Features. Proceedings of International Conference on Control (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Hano T., Kobayashi K., and Obayashi M.
  • 雑誌名: Automation and Systems (ICCAS 2007) ページ: 758-761
• [雑誌論文] Forecasting Time Series by SOFNN with Reinforcement Learning (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Obayashi M., and Kobayashi K.
  • 雑誌名: Proceedings of the 27th Annual International Symposium on Forecasting (ISF 2007) ページ: 99
• [雑誌論文] Controller Design Based on Immune Concept and Its Application to Chaotic Control (2006)
  • 著者名/発表者名: Obayashi M., Kogawa N., Toyota S., Kobayashi K., Kuremoto T.
  • 雑誌名: Proceedings of 2006 CACS Automatic Control Conference ページ: 327-331
• [雑誌論文] カオスニューラルネットワーク連想記憶モデルにおける活性化関数の形状とその評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大林正直, 大宮理恵, 呉本尭, 小林邦和
  • 雑誌名: 電気学会論文誌C Vol.126, No.11 ページ: 1401-1405
• [雑誌論文] For Partner Robots : A Hand Instruction Learning System Using Transient-SOM (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Hano T., Kobayashi K., Obayashi M.
  • 雑誌名: Proceedings of the 2nd Interenational Conference on Natural Computation and the 3rd International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (ICNC '06-FSKD'06) ページ: 403-414
• [雑誌論文] Adaptive Swarm Behavior Acquisition by a Neuro-Fuzzy System and Reinforcement Learning Algorithm
  • 著者名/発表者名: Kuremoto T., Obayashi M., and Kobayashi K.
  • 雑誌名: International Journal of Intelligent Computing and Cybernetic (印刷中)
• [学会発表] 追加学習機能を持つ音声命令学習システム (2009)
  • 著者名/発表者名: 古本隆人, 呉本尭, 小林邦和, 大林正直
  • 学会等名: 第21回自律分散システム・シンポジウム論文集
  • 発表場所: 鳥取市とりぎん文化会館
  • 年月日: 2009-01-22
• [学会発表] "大脳辺縁系モデルの構築" (2009)
  • 著者名/発表者名: 呉本尭, 大林正直, 小林邦和
  • 学会等名: 第21回自律分散システム・シンポジウム論文集
  • 発表場所: 鳥取市とりぎん文化会館
  • 年月日: 2009-01-22
• [学会発表] 階差時系列を用いたニューラルネットワークによる時系列予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多聡, 呉本尭, 小林邦和, 大林正直
  • 学会等名: 第21回自律分散システム・シンポジウム論文集
  • 発表場所: 鳥取市とりぎん文化会館
  • 年月日: 2009-01-22
• [学会発表] TD誤差に基づく強化学習のメタパラメータ学習 (2008)
  • 著者名/発表者名: 溝上裕之, 小林邦和, 呉本尭, 大林正直
  • 学会等名: 平成20年電気学会電子情報システム部門大会
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] 局所線形モデルを導入したウェーブレットニューラルネットワークのベイズ的設計法 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小林邦和, 大林正直, 呉本尭
  • 学会等名: 平成20 年電気学会電子情報システム部門大会
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] 感情誘起型複数ロボットの適応行動の改善 (2008)
  • 著者名/発表者名: 呉本尭, 大林正直, 小林邦和, 杉野元紀, 松崎洋一郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 北九州学術研究都市早稲田大学大学院情報生産システム研究科
  • 年月日: 2008-03-18
• [学会発表] 勾配法を利用した学習型連想記憶モデル (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢野艶江, 大林正直, 小林邦和, 呉本尭
  • 学会等名: 第16回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
  • 発表場所: 山口大学工学部
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] 扁桃体-海馬モデルによる動的連想記憶システム (2007)
  • 著者名/発表者名: 大田智範, 呉本尭, 小林邦和, 大林正直
  • 学会等名: 第16回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
  • 発表場所: 山口大学工学部
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] 嗅覚機能のFreeman モデルの検証とその応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田邉朋子, 大林正直, 小林邦和, 呉本尭
  • 学会等名: 第16回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
  • 発表場所: 山口大学工学部
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] 確率的カオスダイナミックスを用いた連想記憶モデルの性能について (2006)
  • 著者名/発表者名: 矢野艶江, 大林正直, 小林邦和, 呉本尭
  • 学会等名: 第15回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
  • 発表場所: 岡山理科大学25 号館
  • 年月日: 2006-11-18
• [学会発表] 情動ー連想記憶システム (2006)
  • 著者名/発表者名: 大田智範, 呉本尭, 小林邦和, 大林正直
  • 学会等名: 第15回計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集
  • 発表場所: 岡山理科大学25 号館
  • 年月日: 2006-11-18
• [図書] (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto, T., Obayashi, M. and Kobayashi, K.
  • 総ページ数: 1-20
  • 出版者: Reinforcement Learning, Theory and Applications (ed. Cornelius Weber, Mark Elshaw and Norbert Michael Mayer), Advanced Robotic Systems(印刷中)
• [図書] A Hippocampus-Neocortex Model for Chaotic Association (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuremoto, T., Eto, T., Kobayashi, K. and Obayashi, M.
  • 総ページ数: 111-133
  • 出版者: Trends in Neural Computation (Studies in Computational Intelligence) (ed. Ke Chen and Lipo Wang)(Vol.35 512 p., Chapter 5 Springer)
• [図書] Machine Learning, Advanced Robotic Systems, I-Tech
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K., Obayashi M. and Kuremoto T.
  • 出版者: Objective-based Reinforcement Learning System for Cooperative BehaviorAcquisition(印刷中)(Neural Forecasting Systems)