対人運動技能の制御・学習則の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00572
• 研究機関: 新潟医療福祉大学
• 研究代表者: 山本 裕二 新潟医療福祉大学, 心理・福祉学部, 教授 (30191456)
• 研究分担者: 木島 章文 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10389083) ; 福原 洸 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (10827611) ; 横山 慶子 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 准教授 (30722102) ; 島 弘幸 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40312392) ; 小林 亮 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 名誉教授 (60153657) ; 加納 剛史 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (80513069) ; 石黒 章夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (90232280) ; 奥村 基生 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (90400663)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 対人運動技能 / Q学習 / 衝突ゲーム課題 / 規則性

研究実績の概要

社交ダンスにおける二者の協調に関する研究として，これまでに開発した結合倒立振子モデルを用いて，スローフォックストロットにおけるステップ幅のシミュレーションを行った．これはこれまでの熟練ダンサーの行動観察から，ソロ（一人）で踊るよりも，ペア（二人）で踊るほうが，二者の力の相互作用，すなわち他者から引っ張られる力を利用して後傾姿勢を取ることによって，下肢の可動域が大きくなり，結果的に二者のステップ幅が広くなることに基づくものであった．シミュレーションでも，ソロよりもペアの方がステップ幅は長くなり，二者の協調の効果は，二者間に働く力の相互作用であることが確認できた．
二者間の競合の学習則を検討するために開発された「衝突ゲーム課題」を用いて，行動実験と衝突ゲーム課題におけるジョススティックから与えられる入力，衝突による力，摩擦力を考慮した数理モデルを構築した．そして，駆け引きを学習するためには，勝った側は同じ戦略を取り，負けた側はそれを破る戦略を採用するという作業仮説に基づき，状態価値関数モデルを開発し，学習則としてQ関数を更新していく学習シミュレーションを行ったところ，二者がともに学習していくと，二者の勝率は拮抗していくが，片側が学習をやめると学習を続けた側の勝率がほぼ100%になることを確認した．しかしながら，行動方略に関しては樹分解析するには至っておらず，方略の変化に関しては今後の課題である．
ネット型対人運動技能における規則性の利用(under review)，野球型対人技能における一定の時間遅れによるタイミング調整に関しては論文化した．

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Descriptive Parameters and Its Hysteresis of the Group Separation and Recombination in Bicycle Points Races: Leader’s Velocity and Speed Difference between Leader and Main Group (2023)
  • 著者名/発表者名: Okumura Fumihiro、Yokoyama Keiko、Yamamoto Yuji
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 13 ページ: 1315～1315
  • DOI: 10.3390/app13031315
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interpersonal coordination analysis in bat-and-ball sports under a real game situation: Asymmetric interaction and delayed coupling (2023)
  • 著者名/発表者名: Takamido Ryota、Yokoyama Keiko、Nakamoto Hiroki、Ota Jun、Yamamoto Yuji
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 18 ページ: e0290855
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0290855
  • オープンアクセス
• [学会発表] How control unpredictable others in court-net sports (2023)
  • 著者名/発表者名: Yuji Yamamoto, Keiko Yokoyama, Motoki Okumura, Akifumi Kijima, & Kazutoshi Gohara
  • 学会等名: International Workshop on Team and Multiagent Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] Interpersonal coordination mechanism via assistive hold in ballroom dancing (2023)
  • 著者名/発表者名: Akira Fukuhara, Rinta Akimoto, Kano Takeshi, Ryo Kobayashi, Yuji Yamamoto, Akifumi Kijima, Keiko Yokoyama, and Akio Ishiguro
  • 学会等名: Society of Instrument and Control Engineers (SICE) 2023
  • 国際学会