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2020 年度 実績報告書

確率的生成モデルと深層学習の双対的関係を活用した自己組織型認知アーキテクチャ創成

研究課題

研究課題/領域番号 18H03308
研究機関立命館大学

研究代表者

谷口 忠大  立命館大学, 情報理工学部, 教授 (80512251)

研究分担者 萩原 良信  立命館大学, 情報理工学部, 講師 (20609416)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード機械学習 / 深層学習 / 確率的生成モデル / 認知アーキテクチャ / 自己組織化
研究実績の概要

実世界の経験から言語を獲得する知能を実現するためには,分散開発が効率的に可能であり,再統合後に自己組織的な環境適応が可能となる認知アーキテクチャをいかにして作るか?という「問い」に答える必要がある.本研究では,確率的生成モデルと深層学習の双対的関係に着目し,それぞれの長所を活用可能な自己組織型認知アーキテクチャの分散開発フレームワークを確率モデルの理論的基盤の上で提案し,その有効性を示すことを目指して研究を行ってきた.以下の項目に基づいて研究を進めてきている.
1. 確率的生成モデルと深層学習の双対的関係を活用した教師なし学習モジュールの開発:音声変換のための深層生成モデルであるStarGAN-VCに着目し研究を推進した.音響特徴量の話者依存性を吸収する機能を確率的生成モデルによる二重分節解析器と統合的に用いる手法に関してその有効性を検証した.またStarGAN-VCの感情変換への応用可能性を検証した.さらに音声認識器の結果を潜在表現の事前分布に活用し音声認識と音声変換を生成モデルの視点から統合する手法を開発した.
2. 自己組織型認知アーキテクチャの分散開発フレームワークの構築:前年度に提案したNeuro-SERKETの考え方を更に発展させ,全脳レベルでの脳構造に学び深層確率的生成モデルにもとづき統合的認知システムを構成する全脳確率的生成モデル(whole brain probabilistic generative model)を提案した.
3. 自己組織型認知アーキテクチャの実ロボットへの実装と実世界タスクによる検証:ロボットが実環境で活動する際に地図生成を行うが,その地図の事前分布として深層生成モデルを利用して知識転移を行う手法を提案しその妥当性を検証した.またこれらの考え方をまとめ,学会誌の解説記事や招待講演,一般向け書籍を通じて発信した.

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A whole brain probabilistic generative model: Toward realizing cognitive architectures for developmental robots2022

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Tadahiro、Yamakawa Hiroshi、Nagai Takayuki、Doya Kenji、Sakagami Masamichi、Suzuki Masahiro、Nakamura Tomoaki、Taniguchi Akira
    • 雑誌名

      Neural Networks

      巻: 150 ページ: 293~312

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2022.02.026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Map completion from partial observation using the global structure of multiple environmental maps2022

    • 著者名/発表者名
      Katsumata Yuki、Kanechika Akinori、Taniguchi Akira、El Hafi Lotfi、Hagiwara Yoshinobu、Taniguchi Tadahiro
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 36 ページ: 279~290

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2029762

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Integrative Cognitive Systems for Language Understanding and Symbol Emergence in Robotics2021

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi Tadahiro
    • 雑誌名

      Journal of the Robotics Society of Japan

      巻: 39 ページ: 405~410

    • DOI

      10.7210/jrsj.39.405

    • オープンアクセス
  • [学会発表] StarGAN-VC+ASR: StarGAN-based Non-Parallel Voice Conversion Regularized by Automatic Speech Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, S., Taniguchi, A., Taniguchi, T., & Kameoka, H.
    • 学会等名
      INTERSPEECH 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Bidirectional Generation of Object Images and Positions using Deep Generative Models for Service Robotics Applications2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, K., Zheng, W., El Hafi, L., Hagiwara, Y., & Taniguchi, T.
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] StarGan-based emotional voice conversion for Japanese phrases2021

    • 著者名/発表者名
      Moritani, A., Ozaki, R., Sakamoto, S., Kameoka, H., & Taniguchi, T.
    • 学会等名
      APSIPA 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] StarGAN-VCを用いた話者非依存音響特徴量抽出と二重分節解析への応用2021

    • 著者名/発表者名
      小村 漱一朗,林 楓,谷口 彰,谷口 忠大,亀岡 弘和
    • 学会等名
      2021年度人工知能学会全国大会(JSAI2021)
  • [学会発表] StarGAN-VC+ASR:音声認識結果を正則化に活用した教師なし音声変換2021

    • 著者名/発表者名
      阪本 翔紀,谷口 彰,谷口 忠大,亀岡 弘和
    • 学会等名
      2021年度人工知能学会全国大会(JSAI2021)
  • [学会発表] Symbol Emergence in Robotics: Towards Emergence of Mind through Physical and Semiotic Interaction2021

    • 著者名/発表者名
      谷口忠大
    • 学会等名
      メタ科学技術研究プロジェクト第4回国際ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層生成モデルを用いた地図補完とSLAMの統合2020

    • 著者名/発表者名
      勝又勇貴,兼近晃徳,谷口彰,エルハフィロトフィ,萩原良信,谷口忠大
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会 RSJ2020
  • [学会発表] Symbol Emergence in Robotics: Integrative Probabilistic Generative Models for Developmental Human-Robot Communication in the Real-world Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Taniguchi
    • 学会等名
      IEEE Ubiquitous Robots 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 確率的深層生成モデルによる実世界自律知能の創成に向けて ~記号創発ロボティクスが生み出す認知アーキテクチャ~2020

    • 著者名/発表者名
      谷口忠大
    • 学会等名
      2020年度人工知能学会全国大会(JSAI2020)
    • 招待講演
  • [図書] 僕とアリスの夏物語 人工知能の,その先へ2022

    • 著者名/発表者名
      谷口 忠大
    • 総ページ数
      206
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      4000297090

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公開日: 2022-12-28  

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