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2018 年度 実績報告書

浅層ニューラルネットによる状況適応型学習技術の確立と個人支援システム等への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03304
研究機関筑波大学

研究代表者

森田 昌彦  筑波大学, システム情報系, 教授 (00222349)

研究分担者 井澤 淳  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20582349)
川崎 真弘  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40513370)
堀江 和正  筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (60817112)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードニューラルネット / 機械学習 / 脳型情報処理 / 浅層学習
研究実績の概要

下記の各項目について研究を実施し成果を得た.これらの成果は,浅層ニューラルネットの有用性と人支援システムへの応用の可能性を示すものである.
1. 浅層ニューラルネットによる特徴選択・分析手法の確立:研究代表者らが開発している浅層ニューラルネットである選択的不感化ニューラルネット(SDNN)は,学習後の結合荷重の分散を調べることによって,入力特徴または特徴対の重要性を分析できることを明らかにし,国際会議および学術雑誌において論文発表した.2. 浅層ニューラルネットの追加学習能力の解析と応用:SDNNの高い追加学習能力がなぜ生じるかを解析した.また,対象の性質が時間的に変化するコンセプトドリフト問題に有効であることを明らかにし,国際会議で発表した.3. 運動リハビリテーションシステムへの応用:リハビリテーションの促進を目的として運動学習における報酬情報(タスクパフォーマンス)の効果を調べ,視覚運動課題においては,パフォーマンス誤差に駆動される運動記憶と感覚予測誤差に駆動される運動記憶が独立に形成されており,感覚予測に関わる内部モデルの学習は主に感覚予測誤差のみによって駆動されることを明らかにした.4. 発達障害などの診断支援システムへの応用:精神疾患の脳波指標として,脳磁気刺激に対する脳波の反応や脳部位間の情報伝搬が有用である可能性を示した.発達障害者の一つである注意欠如多動性障害と行動リズムの変動性の関係を示し,認知心理学会で優秀発表賞を受賞した.5. 心理実験データの解析:SDNNの構成原理の一つである「対属性仮説」について,既に実施した心理物理実験の結果を解析して検証し,学術雑誌に論文発表した.6. ライブラリの普及と整備:SDNNライブラリの内容を一部改訂すると共に,ドキュメント類を整備し,初版を正式公開した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定していた研究項目1~5について,それぞれ論文が採録されるなどの成果があった.また,項目6についてライブラリの公開を行った.

今後の研究の推進方策

現状特に問題はないので,引き続き研究を推進していく.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 選択的不感化ニューラルネットによる特徴量の有効性の分析2019

    • 著者名/発表者名
      染野翔一,堀江和正,丹野智博,森田昌彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌(D)

      巻: J102-D ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual Feature Integration of Three Attributes in Stimulus-Response Mapping Is Distinct From That of Two2019

    • 著者名/発表者名
      Furutate Mizuki、Fujii Yumiko、Morita Hiromi、Morita Masahiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00035

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuroanatomical Basis of Individuality in Muscle Tuning Function: Neural Correlates of Muscle Tuning2019

    • 著者名/発表者名
      Kita Kahori、Osu Rieko、Hosoda Chihiro、Honda Manabu、Hanakawa Takashi、Izawa Jun
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2019.00028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel approach for assessing neuromodulation using phase-locked information measured with TMS-EEG2019

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Eri、Ide Masayuki、Tachikawa Hirokazu、Nemoto Kiyotaka、Arai Tetsuaki、Kawasaki Masahiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36317-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensory prediction errors, not performance errors, update memories in visuomotor adaptation2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Kangwoo、Oh Youngmin、Izawa Jun、Schweighofer Nicolas
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-018-34598-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EEG dipole source localization with information criteria for multiple particle filters2018

    • 著者名/発表者名
      Sonoda Sho、Nakamura Keita、Kaneda Yuki、Hino Hideitsu、Akaho Shotaro、Murata Noboru、Miyauchi Eri、Kawasaki Masahiro
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 108 ページ: 68~82

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2018.08.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensory-motor synchronization in the brain corresponds to behavioral synchronization between individuals2018

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Masahiro、Kitajo Keiichi、Yamaguchi Yoko
    • 雑誌名

      Neuropsychologia

      巻: 119 ページ: 59~67

    • DOI

      10.1016/j.neuropsychologia.2018.07.026

    • 査読あり
  • [学会発表] Application of the selective desensitization neural network to concept drift problems2019

    • 著者名/発表者名
      Ichiba, T., Horie, K., Someno, S., Aki, T and Morita, M.
    • 学会等名
      2019 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving time series prediction by the selective desensitization neural network based on synaptic weight analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Someno, S., Horie, K., Ichiba, T., Aki, T and Morita, M.
    • 学会等名
      2019 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] うつ状態における受動的聴覚知覚中の脳波ネットワーク2019

    • 著者名/発表者名
      相場邦宏、宮内英里、川崎真弘
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] The effects of subjective value for meta-learning in visuomotor transformation2018

    • 著者名/発表者名
      T. SUGIYAMA, N. SCHWEIGHOFER, J. IZAWA
    • 学会等名
      2018 Neuroscience Meeting Planner
    • 国際学会
  • [学会発表] Facilitation of visual-motor responses by increasing beta-phase synchronisation between visual and motor areas with transcranial electrical stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kawasaki, Yoshiki Henmi, Eri Miyauchi
    • 学会等名
      European conference on cognitive affective neuroscience (ESCAN) Satellite on Cognitive Enhancement
    • 国際学会
  • [学会発表] 経頭蓋脳電気刺激による脳波リズムの誘発と反応時間の促進2018

    • 著者名/発表者名
      川崎真弘、邊見佳輝、宮内英里
    • 学会等名
      第16回日本認知心理学会
  • [学会発表] 運動模倣における自閉スペクトラム症患者の自己視点戦略2018

    • 著者名/発表者名
      川崎真弘、米田英嗣、船曳康子
    • 学会等名
      第35回認知科学会

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公開日: 2019-12-27  

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