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2020 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ワーク / 機械学習 / 浅層学習 / 脳情報処理 / 脳波解析
研究実績の概要

・研究代表者らが開発した浅層ニューラルネットの一種である選択的不感化ニューラルネット(SDNN)を用いた特徴選択手法をガンの診断などに応用し,既存手法と同等の判別精度を保ちつつ,判別の根拠を明確化できることを示した.
・SDNNを用いた脳波解析の新しい手法を開発した.これは,ある電極の数10 ms先の脳波信号をSDNNによって他の電極から予測したときの予測精度から,情報の流れを分析するもので,従来の移動エントロピーを用いた手法よりも少ないデータで解析が可能である.
・学習効率を高めたリハビリテーション訓練の設計法を探索する目的で,ヒトを対象とした運動学習実験を実施した.運動学習中に与える誤差の質を変化させることにより,ヒトの学習効率を操作可能であることを発見した.この結果は,浅層学習などの機械学習を用いた効率的な誤差情報の提示方法開発によるリハビリテーションの効率化の可能性を示唆している.
・精神疾患の一つである注意欠如多動性障害の特徴として,リズムを一定に維持することの困難さを行動データから定量的に示し,この困難さに関係する脳波リズムを特定することができた.本成果は注意欠如多動性障害の診断だけでなく,どのように介入するかの方法論の構築に貢献する.
・SDNNを容易に実装・利用できる環境を提供するライブラリLIBSDNN について,特徴量の有効性の解析および判断の説明性を高める機能を追加したver. 2の開発を進めた.令和3年度中の公開を目指している.

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

R1年度は一部の実験ができず予算の一部を繰り越したが,その実験の実施が完了した.
また,必ずしも当初の予定通りではないが新たな研究成果も出ている.

今後の研究の推進方策

浅層ニューラルネットに関する基礎的技術はほぼ開発できたので,今後は応用研究に力を入れると共に,研究成果の論文発表をより積極的に行う.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Experience of After-Effect of Memory Update Reduces Sensitivity to Errors During Sensory-Motor Adaptation Task2021

    • 著者名/発表者名
      Tanamachi Kenya、Izawa Jun、Yamamoto Satoshi、Ishii Daisuke、Yozu Arito、Kohno Yutaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 15 ページ: 602405~602405

    • DOI

      10.3389/fnhum.2021.602405

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Behavioral rhythm and EEG rhythm to determine timing deficits in attention deficit hyperactivity disorder symptoms2020

    • 著者名/発表者名
      Kinumaki Shoko、Miyauchi Eri、Kawasaki Masahiro
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 ページ: e04546~e04546

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e04546

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ワーキングメモリに関する脳ネットワーク2021

    • 著者名/発表者名
      川崎真弘
    • 学会等名
      2021年度日本認知科学会P&P研究会
  • [学会発表] 選択的不感化ニューラルネットを用いた脳波解析による脳内ネットワークの情報流分析2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤和佳奈,川崎真弘,森田昌彦
    • 学会等名
      2021年度日本認知科学会P&P研究会

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公開日: 2021-12-27  

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