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2014 年度 実績報告書

社会システムにおける拡大位相空間と創発

研究課題

研究課題/領域番号 24540410
研究機関会津大学

研究代表者

L Igor  会津大学, コンピュータ理工学部, 教授 (80600585)

研究分担者 渡辺 曜大  会津大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (70360675)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード創発事象 / 有限認知容量 / 非線形力学系 / 異常確率過程 / ダイナミカルトラップ / 人間の不連続制御 / 非平衡相転移
研究実績の概要

本研究の主な目的は,人間の行動および社会系のダイナミクスにおいて人間の認知容量が有限であることにより引き起こされる基本的な性質のモデル化のための数学的定式化を精緻化することであった.例として,2つの特徴的な問題を詳細に調べた.1つは未知の環境における動物の食糧探索を模倣するレヴィ型ランダムウォークであり,もう1つは不連続ダイナミクス,特に人間による不連続制御,をもつ系における相転移である.この問題の理解に寄与するもっとも重要な成果として,以下を挙げる.
(i) 生物の意図的な行動を記述するためには,位相空間を拡張する必要があることが示された.特に,レヴィ統計を示す動物の移動を記述する位相変数は粒子加速変数を含まなければならない.そして,人間の意図的な行動をモデル化するためには,系の位相空間に制御変数が含まれなければならない.たとえば,自動車の運転のモデル化に必要な位相空間は,自動車の加速度および躍度(加速度の変化率)を含む4次元でなければならない.
(ii) ダイナミカルトラップモデルの新しいクラスが精緻化された.そこには,人間による不連続制御において重要な役割を担うノイズにより誘発される活性化も含まれる.これらのモデルに基づいて,その平衡状態がダイナミカルトラップによって支配される系に,生物に特有な新しいタイプの相転移が現れることが示された.一連の実験により,得られた結果が正しいことが確認された.
2014年度は,人間の認知状態を扱う逆振り子の平衡化における人間の行動の確率的モデル化を発展させた.このモデルによって,ノイズにより誘発される活性化の精緻化された現象論が正しいことが確認できる.さらに,以前実施された色の分類および形状認識の実験に基づいて,不確実性の下での意思決定の普遍的な創発のメカニズムに関する仮説を立てた.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Double-well dynamics of noise-driven control activation in human intermittent control: the case of stick balancing2015

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky
    • 雑誌名

      Cognitive Processing

      巻: online May, 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s10339-015-0653-5

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Human intermittent control: concept of noise-driven control activation2015

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1 ページ: 9-12

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Statistical Properties of Car Following: Theory and Driving Simulator Experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Ando, Ihor Lubashevsky, Arkady Zgonnikov, Yoshiaki Saito
    • 雑誌名

      Proceedings of 46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1 ページ: 149-155

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Markovian Random Walks on Square Lattice with Constant Non-Symmetric Diffusion Coefficients2015

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Hijikata, Ihor Lubashevsky, Alexander Vazhenin
    • 雑誌名

      Proceedings of 46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1 ページ: 213-218

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Statistical Properties of Human Response Delay: Analysis of Virtual Stick Balancing Experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suzuki, Toru Miyazawa, Shigeru Kanemoto, Ihor Lubashevsky
    • 雑誌名

      Proceedings of 46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1 ページ: 236-241

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] To react or not to react? Intrinsic stochasticity of human control in virtual stick balancing2014

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto, Toru Miyazawa, Takashi Suzuki
    • 雑誌名

      J. R. Soc. Interface

      巻: 11 ページ: 20140636(1-13)

    • DOI

      10.1098/rsif.2014.0636

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] To react or not to react? A double-well potential model of event-driven human control2014

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 36th Annual Conference of the Cognitive Science Society

      巻: 1 ページ: 3155-3160

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Noise-Sustained Chaos in Systems Mimicking Human Behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Ihor Lubashevsky
    • 学会等名
      CHAOS 2015: 8th Chaotic Modeling and Simulation International Conference
    • 発表場所
      Henri Poincare Institute, Paris, France
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-29
  • [学会発表] Stochastic Dynamics of Human-Controlled Systems: The Case of Inverted Pendulum Balancing2015

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky
    • 学会等名
      CHAOS 2015: 8th Chaotic Modeling and Simulation International Conference
    • 発表場所
      Henri Poincare Institute, Paris, France
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-29
  • [学会発表] Noise-Induced Activation of Human Intermittent Control: Experiments and Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto, Arkady Zgonnikov, Toru Miyazawa, Takashi Suzuki
    • 学会等名
      Annual Meeting of Physical Society of Japan (Spring meeting)
    • 発表場所
      Waseda University, Tokyo
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Fractional Dynamics of Human Memory2014

    • 著者名/発表者名
      Ihor Lubashevsky, Bohdan Datsko
    • 学会等名
      SMSEC2014: Social Modeling and Simulations + Econophysics Colloquium 2014
    • 発表場所
      Nichii Gakkan, Kobe
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] Complex Dynamics of Multichannel Reinforcement Learning: Single Agent Case2014

    • 著者名/発表者名
      Ihor Lubashevsky, Arkady Zgonnikov, Alieksiei Korotkov, Namik Goussein-zade
    • 学会等名
      SMSEC2014: Social Modeling and Simulations + Econophysics Colloquium 2014
    • 発表場所
      Nichii Gakkan, Kobe
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [学会発表] Human intermittent control: concept of noise-driven control activation2014

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto
    • 学会等名
      46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Kyoto, Kyoto Institute of Technology
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [学会発表] Statistical Properties of Car Following: Theory and Driving Simulator Experiments2014

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Ando, Ihor Lubashevsky, Arkady Zgonnikov, Yoshiaki Saito
    • 学会等名
      46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Kyoto, Kyoto Institute of Technology
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [学会発表] Markovian Random Walks on Square Lattice with Constant Non-Symmetric Diffusion Coefficients2014

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Hijikata, Ihor Lubashevsky, Alexander Vazhenin
    • 学会等名
      46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Kyoto, Kyoto Institute of Technology
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [学会発表] Statistical Properties of Human Response Delay: Analysis of Virtual Stick Balancing Experiments2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Suzuki, Toru Miyazawa, Shigeru Kanemoto, Ihor Lubashevsky
    • 学会等名
      46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Kyoto, Kyoto Institute of Technology
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [学会発表] To react or not to react? A double-well potential model of event-driven human control2014

    • 著者名/発表者名
      Arkady Zgonnikov, Ihor Lubashevsky, Shigeru Kanemoto
    • 学会等名
      CogSci 2014: 36th Annual Conference of the Cognitive Science Society
    • 発表場所
      Quebec, Kanada
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-26
  • [図書] Human Fuzzy Rationality as a Novel Mechanism of Emergent Phenomena, Chapt. in book: Handbook of Applications of Chaos Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Ihor Lubashevsky, book editors: Christos H Skiadas, Charilaos Skiadas
    • 総ページ数
      54
    • 出版者
      Taylor and Francis Group/CRC Press

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公開日: 2016-06-01  

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