| 研究課題/領域番号 |
19H02104
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
倉林 大輔 東京工業大学, 工学院, 教授 (00334508)
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| 研究分担者 |
志垣 俊介 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50825289)
服部 佑哉 呉工業高等専門学校, 電気情報工学分野, 准教授 (30709803)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 生物規範システム / 適応的行動選択 / 匂い源探索 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，生物が発揮する適応的な振る舞いを工学的に応用可能とすることを目的とし，生物と人工物との物性上の差異や経験・履歴に基づく行動変容，異種情報の統合過程および行動修飾等を解析し，化学物質源探索という機能性との連関を明らかにする．2021年度は，前年度までの知見に基づき，匂い源探索ロボットの構築および制御アルゴリズムの実装を行った．構築したロボットは匂い検知能力のほか，超音波風向計，レーザー距離計を備え，匂い・風向風速・環境形状という多種感覚を統合して匂い源探索を行うことができる自律移動体である．一方，前年度までの生物実験系を感覚刺激へ介入可能に拡張し，異種感覚の提示タイミングがモデル生物であるカイコガの行動決定に及ぼす影響を調べた．成果として，匂いと風向の受容の仕方によってモデル生物の移動速度が有意に調整されていることが明らかになった．一方，生物行動のモデル化として，モデル生物の行動軌跡を逆強化学習に適用し，探索途上の状態における行動価値の推定を行った．さらに強化学習を適用することで，生物の身体・感覚に依拠した直接的な行動ではなく，抽象的な方策として適応的な匂い源探索行動を抽出した．これら生物アルゴリズムでの行動選択を統合し，情報エントロピーを評価として確率的な行動選択と決定論的な経路計画を状況依存的に切り替えるアルゴリズムを構築した．これにより，障害物を含む環境において効率的な探索性能を維持できることを明らかにした．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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