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2020 年度 研究成果報告書

深層学習を用いたカエル脚部のサイボーグ化

研究課題

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研究課題/領域番号 19K22875
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関九州工業大学

研究代表者

池本 周平  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00588353)

研究分担者 清水 正宏  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワード生物規範 / ニューラルネットワーク / 学習制御
研究成果の概要

本研究では,カエルの脚を例に,生物の身体を制御対象と捉えて制御理論に則った制御・解析をするための基礎技術の確立を目指している.この目的を達成するため,本研究では,NNに対象の状態方程式に相当する非線形関数を近似させる.このとき,NNの入力である現状態・現入力を表すベクトルが定まれば,そのNNから等価な線形状態方程式を抽出することができ,制御理論に則った制御系設計ができる.カエルの脚に多電極アレイを設置し,電気刺激によって運動を観測することができれば,その制御理論に則った制御が行えると考えた.研究期間を通じ,手法の提案・成果報告は完了したが,コロナ禍により評価実験を完了するには至らなかった.

自由記述の分野

生物規範ロボティクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物の身体は,その運動のための優れた特性を持っている.しかし,生物の身体はあまりに複雑であるため,その特性を数式(状態方程式)で表現し,扱うことは現実的に不可能である.本研究は,何らかの方法で生物の身体の状態方程式を手に入れ,生物の身体を制御対象として扱うことができないか?という着目で実施された.具体的には,一旦NNによって状態方程式を近似した後,そこから等価な数式を抜き出すというアイデア・手法を提案し,その基礎技術の確立を行った.一方で,コロナ禍の影響により,評価実験までを完了することはできなかった.提案手法の一般性は高く,今後,多くの応用可能性を秘めていると考えられる.

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公開日: 2022-01-27  

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