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2022 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
キーワードホワイトボックス機械学習 / 浅層ニューラルネット / 脳波解析 / 脳情報処理
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である選択的不感化ニューラルネット(SDNN)を用いてパターン分類を行う際,その判断根拠を直観的にわかりやすい形で提示する方法を考案した.
・昨年度行った脳波解析の結果に基づいて,脳波とうつ気分との関係を明らかにする被験者実験を行った.その結果,特定周波数における脳波の位相リセットの頻度が,その時のうつ気分の強さと強く相関していることを明らかにした.これにより,少数電極の簡易脳波計を用いて安静閉眼状態の脳波を1分程度計測するだけで,うつ気分の推定が可能となり,うつ病の早期発見や治療効果の評価などにもつながると考えられる.この結果について論文投稿するとともに,特許出願を行った.
・脳磁気刺激や脳電気刺激を用いた脳波リズムの誘発および認知機能と運動機能の変容を検証した.この方法論について学会のシンポジウムで講演した.また継続的な脳波計測による心理特性の変化と脳波リズムの変化の関係性を検証する実験のプロトコルを確立した.
・脳計算機能の階層性の観点から,運動学習と機能回復の計算論を中心に,人の行動生成と感覚認知に関するモデルを提案し,それぞれに対する検証実験を人を対象とした心理物理実験によって行った.このような階層的なネットワークの構築が人と同様な柔軟性を持つ機械学習にとって重要であることを示唆した.
・Python上での実行が可能なSDNNの新ライブラリの公開に向け,開発を進めた.これまでにパターンコーディングや選択的不感化といったSDNNの基本的な処理のTensorflow実装が完了しており,テスト後に公開予定である.

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Reward prediction errors, not sensory prediction errors, play a major role in model selection in human reinforcement learning2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Yihao、Morita Masahiko、Izawa Jun
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 154 ページ: 109~121

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2022.07.002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational role of exploration noise in error-based de novo motor learning2022

    • 著者名/発表者名
      Dal’Bello Lucas Rebelo、Izawa Jun
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 153 ページ: 349~372

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2022.06.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcranial magnetic stimulation on the dorsal premotor cortex facilitates human visuomotor adaptation2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Taisei、Nakae Keita、Izawa Jun
    • 雑誌名

      NeuroReport

      巻: 33 ページ: 723~727

    • DOI

      10.1097/WNR.0000000000001838

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accounting for the valley of recovery during post-stroke rehabilitation training via a model-based analysis of macaque manual dexterity2022

    • 著者名/発表者名
      Izawa Jun、Higo Noriyuki、Murata Yumi
    • 雑誌名

      Frontiers in Rehabilitation Sciences

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fresc.2022.1042912

  • [学会発表] Behavioral characteristics of ADHD tendencies in boredom experience2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Miyauchi, Masahiro Kawasaki
    • 学会等名
      22nd conference of the European Society for Cognitive Psychology (ESCOP)
    • 国際学会
  • [学会発表] The frequency-dependent stimulation effects of rTMS on the performance of problem-solving tasks and ongoing oscillations2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Miyauchi, Masahiro Kawasaki
    • 学会等名
      European conference on cognitive affective neuroscience (ESCAN)
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcranial electrical stimulation facilitates visual-motor responses by increasing beta-phase synchronization between visual and motor areas2022

    • 著者名/発表者名
      Eri Miyauchi, Yoshiki Henmi,and Masahiro Kawasaki
    • 学会等名
      Brain informatics 2022
    • 国際学会
  • [産業財産権] うつ度推定装置、うつ度推定モデル生成装置、うつ度測定計、うつ度推定システム、うつ度推定方法、うつ度推定モデル生成方法及びプログラム2023

    • 発明者名
      森田昌彦、川崎真弘、大津龍生、宮内英里
    • 権利者名
      国立大学法人筑波大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-013167

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公開日: 2023-12-25  

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