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2013 年度 実績報告書

選択的不感化ニューラルネットによる関数近似とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 22300079
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 田中 文英  東京大学, 情報理工学(系)研究科, 特任准教授 (50512787)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード関数近似 / 筋電位 / 強化学習
研究概要

研研究代表者らが開発した選択的不感化ニューラルネット(SDNN)は,従来型ニューラルネットの大きな問題点を克服するだけでなく,冗長次元に対してロバストである,高い汎化能力と近似精度とを併せもつ,など既存の関数近似手法にはない非常に優れた性質を備える.
本研究の目的は,SDNNの更なる性能向上を図りつつ,その特性を生かした工学的応用の可能性を検討することである.特に,筋電信号を用いたインタフェースの開発,実空間におけるロボットの自律的行動学習,教育やコミュニケーション支援など,人間の支援や能力増幅を目指した幅広い応用研究を展開した.本年度の主な研究成果は以下の通りである.
1. 表面筋電位信号からの動作速度推定: 表面筋電位(EMG)信号から,腕などの動作の種類を識別する実用的な手法は既に開発されているが,動作の速さを直接推定する技術はこれまでなかった.本研究では,SDNNの関数近似能力を利用することによって,時間遅れなく動作速度を推定する実用的手法の開発に成功した.
2. 強化学習への応用: これまでの強化学習の手法,特にQ学習は,状態だけでなく行動次元も連続な場合には適用が困難であった.行動価値を表すSDNNの出力層の表現を工夫することによって,従来は適用できなかった課題にもQ学習が適用できるようになった.また,開発した手法の有効性を実験的に確かめた.
3. その他: SDNNは,人間の情報統合に関する対属性モデルに基づいているが,このモデルの妥当性を心理実験などにより示した.また,ロボットへの応用に関する研究を行い,子どもの教育支援に有効であることを示した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Direct estimation of hand motion speed from surface EMG using selective desensitization neural network2014

    • 著者名/発表者名
      Horie, K., Suemitsu, A., and Morita, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      巻: - ページ: 661-664

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Telepresence robot helps children in communicating with teachers who speak a different language2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, F., Takahashi, T., Matsuzoe, S., Tazawa, N., and Morita, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction

      巻: - ページ: 399-406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tricycle-style operation interface for children to control a telepresence robot2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, F., Takahashi, T., and Morita, M
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 27 ページ: 1375-1384

    • DOI

      10.1080/01691864.2013.826782

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Child-operated telepresence robot: a field trial connecting classrooms between Australia and Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, F., Takahashi, T., Matsuzoe, S., Tazawa, N., and Morita, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems

      巻: - ページ: .5896-5901

    • 査読あり
  • [学会発表] ニューラルネットによるパターン分類におけるパターンコーディングの効果

    • 著者名/発表者名
      丹野智博,堀江和正,小林高彰,森田昌彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
  • [備考] 研究紹介(各種デモンストレーション)

    • URL

      http://volga.esys.tsukuba.ac.jp/demo/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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