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脳を創る 自律行動単位の力学的結合による脳型情報処理機械の開発

研究報告コード R990004339
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 中村 仁彦
研究者所属機関
  • 東京大学大学院情報理工学系研究科
研究機関
  • 東京大学大学院工学系研究科
報告名称 脳を創る 自律行動単位の力学的結合による脳型情報処理機械の開発
報告概要 98年秋の共同研究開始以来、研究会を5回開催して、各メンバの研究的背景や現在の研究テーマ、最終目標として目指す方向につき、紹介・調整・討論して分野間連携体制を作る努力をしてきた。これまで具体的に実施した研究内容は以下の4点である。
1)ヒューマノイドの歩行、幾何学計算、制御の研究、
2)自律的ロボットの学習と群の競合モデルの研究、
3)脳と神経系の数理モデルに関する研究、
4)運動の発達に関する研究である。
この研究には東京大学と大阪大学の大学院では各2研究科、京都大学で1研究科、埼玉大学工学部、ならびに通産省の電子総合研究所と機械技術研究所が参加してメンバを構成している。これまでにCGの中の人間の運動を力学的に計算する効率的な計算法を用いて、モーションキャプチャーデータをデータベースとして多様な行動を合成・生成する方法を開発した。また、人間の短期・長期記憶モデルを単純化して、上半身ヒューマノイドの記憶に基づく連想的な把握行動の研究などを含む。
研究分野
  • 人工知能
  • ロボットの運動・制御
  • 生物科学研究法一般
  • 脳・神経系モデル
関連発表論文 東京大学 大学院工学系研究科
(1) "The Chaotic Mobile Robot," A. Sekiguchi and Y. Nakamura, Proc. of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.172-178, 1999.
(2)  "Dynamics Computation of Closed Kinematic Chains for Motion Synthesis of Human Figures," K. Yamane and Y. Nakamura, Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.1108-1114, 1999.
(3) "Dynamics Computation of Structure-Varying Kinematic Chains for Motion Synthesis of Humanoid," K. Yamane and Y. Nakamura, Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol.1, pp.714-721, Detroit, Michigan, May, 1999.
(4)  "Synthesis, Learning and Abstraction of through Parameterized Smooth Map from Sensors to Behaviors Skills Sensors," N. Mizushima, T. Yamazaki and Y. Nakamura, Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol.3, pp2398-2405, Detroit, Michigan, May,1999.
(5)  "Making Feasible Walking Motion of Humanoid Robots From Human Motion Capture Data," A. Dasgupta and Y. Nakamura, Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol.2, pp1044-1049, Detroit, Michigan, May,1999.
(6)  "Development of the Cybernetic Shoulder --A Three DOF Mechanism that Imitates Biological Shoulder-Motion --," M. Okada, Y. Nakamura and S. Hoshino, Proc. of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.543-548, 1999.
(7) "Adaptive pick-and-place behaviors in a whole-body humanoid robot with an autonomous layer based on parallel sensor-motor modules," I. Mizuuchi, M. Inaba and H. Inoue, Robotics and Autonomous Systems, Vol. 28, pp. 99-113, 1999.
(8)"Developmental Methodology for Building Whole Body Humanoid System," F. Kanehiro, Y. Tamiya, M. Inaba and H. Inoue, Proc. of IROS'99, pp.1210-1215, 1999.
(9) "Acquisition of Probabilistic Behavior Decision Model based on the Interactive Teaching Method," T. Inamura, M. Inaba and H. Inoue, Proc. of ICAR'99, pp. 523-528, 1999.
(10) "チェインドフォーム・マニピュレータの設計,”鄭 宇眞,中村 仁彦, 日本ロボット誌,17(1),pp. 61-67, 1999.
(11) "非ホロノミック・トレーラシステムの操舵機構設計と制御," 中村 仁彦, 江崎 秀明,鄭 宇眞, 日本ロボット学会誌, 17(6), pp.839-847, 1999.
(12) "構造変化に併うリンク系の動力学計算法とヒューマンフィギュアの運動計算" 中村 仁彦, 山根 克, 永嶋 史朗, 日本ロボット学会誌, Vol.16, No.8, pp.124-131, 1998.
(13) " Temporal structure of implicit motor imagery in visual hand-shape discrimination as    revealed by meg," H. Kawamishi, Y. Kikuchi, H. Endo, T. Takeda, and S. Yoshizawa, Neuro Report, Vol.9, No.6, pp.1127-1132, 1998.
(14) "砂時計型ネットを用いた多価関数の学習," 平岡 和幸, 吉澤 修治, 電子情報通信学会論   文誌, Vol. J81-D-II, No.11, pp.2653-2660, 1998.
(15) "Rbfネットワークを用いた時変環境におけるq-learning—遺伝的アルゴリズムによる有用度関数の構成法—," 村川 正宏, 米井 友浩, 樋口 哲也, 吉澤 修治, 電子情報通信学会論文誌, Vol. J81-DII, No.12, pp.2828-2840, 1998.
(16) "筋肉のhodgkin-huxley方程式の2パラメータ分岐," 寺田, 田中, 吉澤, 電子情報通信学会論文誌, Vol. J81-A, No.10, pp.1331-1338, 1998.
(17) "Rbfを用いた進化型ハードウエアによる適応等化器," 村川 正宏, 中根 牧子, 樋口 哲也, 古谷 立美, 吉澤 修治, 電子情報通信学会技報, Vol.NLP97-143, pp.51-58, 1998.
(18) "メンタルローテーションの情報処理モデル — 脳磁データからの推定 — ," 川道 拓東, 山口 良子, 菊池 吉晃, 遠藤 博史, 吉澤 修治, 電子情報通信学会技報, Vol.MBE97-135, 1998.
(19) "自己連想記憶ニューラルネットワークの引き込み領域 — 誤想起を減らす手段の提案 — ," 石田 一博, 森永 聡, 吉澤 修治, 電子情報通信学会技報, Vol.NC98-38, pp.61-68, 1998.
東京大学 大学院教育学研究科
(20)  "The development of the pulling-up-socks action by a person with cervical spinal cord injury," Sasaki, M., Koike, T., Miyamoto, E., 10th International Conference of Perception and Action, at University of Edinburgh:U.K., poster presentation, 1999.
(21)  “頚髄損傷者の日常動作獲得における「同時的姿勢」の発達,” 佐々木 正人,宮本 英美,小池 琢也 他, 東京大学大学院教育学研究科紀要, 1999年版, 印刷中.
(22)  “発達研究の現在-運動発達研究の1990年代,” 佐々木 正人,児童心理学の進歩, 2000年版, 印刷中.
(23) "行為の淀みと発達—アフォーダンスの制約," 佐々木 正人, 鈴木 健太郎, 三嶋 博之, 篠原香織, 半谷 実香, BME学会誌, Vol.12, No.7, pp.57-68, 1998.
(24) "アフォーダンスと運動について," 佐々木 正人, 近畿理学療法学会誌, Vol.28, pp.1-24, 1998.
(25) "ダーウィン的方法," 佐々木 正人, 現代思想, Vol.26, No.6, pp.214-229, 1998.
(26)  "サイエンス・ウォーズを開く," 松野 孝一郎, 佐々木 正人, 現代思想, Vol.26, No.3, pp.120-137, 1998.
(27)  "光に触れる意識," ジェームズ・タレル, 佐々木 正人, インターコミュニケーション, Vol.27, pp.113-127, 1998.
(28) "多機能からの設計," 佐々木 正人, 古瀬 敏, 都市文化社選書, 「ユニバーサルデザインとはなにか—バリアフリーを超えて」5章, pp.137-164, 1998
(29) "アフォーダンス," 佐々木 正人, 平凡世界大百科事典(CD-ROM), 1999.
(30)  "知覚は終わらない," 佐々木 正人, 現代思想, Vol.27, No.4, pp.226-237, 1999.
京都大学 大学院工学研究科
(31)  "A Study on optimal of a biped locomotion machine," K.Tsuchiya, K.Tsujita and Y.Kawano, Artificial Life and Robotics 3, pp.50-60, Springer Verlag, 1999.
(32)  "Autonomous Decentralized Control of a Quadruped Locomotion Robot using Oscillators, "K.Tsujita, A.Onat, K.Tsuchiya and Y. Kawano, 5th International Symposium on Artificial Life and Robotics, 2000.
(33) "A Motion Control of a Two-Wheeled Mobile Robot," K.Tsuchiya, T.Urakubo and K.Tsujita, IEEE SMC'99, 1999.
(34)  "A Deterministic Annealing Algorithm for a Combinatorial Optimization Problem by the use of Replicator Equations," K.Tsuchiya, T.Nishiyama and K.Tsujita, IEEE SMC'99, 1999.
(35) "A Trajectory and Force Control of a Manipulator with Elastic Links, " K.Tsujita, K.Tsuchiya and Y.Kawano, i-SAIRAS'99, 1999.
大阪大学 大学院工学研究科
(36)  "Behavior Acquisition by Multi-Layered Reinforcement Learning'," Yasutake Takahashi and Minoru Asada, Proc. of the 1999 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, pp. 716 -721, 1999.
大阪大学 大学院基礎工学研究科
(37)  "Grounding symbols through sensorimotor integration." MacDorman, K. F., Journal of the Robotics Society of Japan, 17(1), pp.20-24. 1999.
(38)  "Why is cognitive robotics promising?," Nakamura, T., Sato, T., Kuniyoshi, Y., Hiraki, K., Shibata, T., Asada, M., MacDorman, K. F. & Tani, J. , Journal of the Robotics Society of Japan, 17(1), pp.38-43., 1999.
(39)  "Prediction-Based Control in Chaotic Discrete-Time Systems,"T. Ushio and S. Yamamoto, IEEE Conference on Decision and Control, 1999.
(40) "Stability Analysis for Interconnected Hybrid Systems," S. Yamamoto and T. Ushio, Thirty-Seventh Annual Allerton Conference on Communication, Control , and Computing, 1999.
(41)  "Partition nets: An efficient on-line learning algorithm." MacDorman, K. F. Proc. of International Conference on Advanced Robotics ('99 ICAR), pp. 529-535, Tokyo, 1999.
(42)  "Heuristics for projecting of a sensorimotor mapping." MacDorman, K. F., Proc. of 30th International Symposium on Robotics(ISR-99), pp. 169-176, Tokyo, 1999.
(43) "Controlling chaos in a Hogg-Huber man model of a manufacturing system," Toshimitsu Ushio and Nobuyoshi Motonaka, IEICE Transactions on Fundamentals of Electronic, Communications and Computer Sciences, Vol. E81-A, No.7, pp. 1507-1511, 1998.
(44) "Delayed feedback control with nonlinear estimation in chaotic discrete-time systems," Toshimitsu Ushio and Shigeru Yamamoto, Physics Letters A,Vol. 247, pp. 112-118, 1998.
(45) "カオス離散力学系における遅延フィードバックの一般化とLMIを用いた安定解析," 潮 俊光,山本 茂, 電子情報通信学会論文誌, Vol. J81-A, No. 10, pp. 1339--1344, 1998.
(46) "Nバッファスイッチトアライバルシステムにおけるカオス制御," 潮 俊光,上田 秀樹,平井一正, 電子情報通信学会論文誌,Vol. J81-A, No. 12, pp. 1758--1763, 1998.
(47) "時変ゲインをパラメータにもつ二次安定化状態フィードバックの離散時間系での一設計法," 山本 茂, 本邑 隆, 陳 婉萍, システム制御情報学会論文誌,Vol.11, No. 12, pp. 673-679, 1998.
(48) "状態空間型モデル集合の安定化状態フィードバックを 考慮した同定法," 山本 茂, 木村 雅孝,長棟 亮三,計測自動制御学会論文集,Vol. 35, No. 2, pp. 213-220, 1999.
(49) "ロバスト安定化状態フィードバックの時変パラメータを用いた適応制御系の一設計法,"山本 茂,山内 浩一,システム制御情報学会論文誌, Vol. 12, No. 6, 1999.
(50) "離散事象システム理論-来し方と現在," 児玉 慎三,潮 俊光, システム/制御/情報, vol. 42, No. 8, pp. 415--420, 1998.
埼玉大学 工学部
(51)  “逐次学習型の線形判別分析アルゴリズムについて---学習アルゴリズムの提案と局所収束性の証明---,” 平岡 和幸, 濱平 仁, 信学技報NC99-73, pp. 85-92, 1999.
(52)  "Online LDA which can perform both successive learning and incremental learning," Kazuyuki Hiraoka, Ken-ichi Hidai, Hiroshi Mizoguchi, Taketoshi Mishima, and Shuji Yoshizawa, The 4th. World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics(SCI), July 23 - 26, 2000, Orlando, Florida (USA), Sheraton World, to appear.
(53)“近傍モデル遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化, ” 村川 正宏, 吉澤 修治, 情報処理学会論文誌, 40(4), pp. 1792-1800, 1999.
(54)"A new method for magneto-encephalography: A three-dimension magneto-meter-spatial filter system," K. Toyama, K. Yoshida, Y. Kondo, S. Tomita, Y. Takanashi, Y. Ejima and S. Yoshizawa, Neuroscience, 91(2), pp. 405-415, 1999.
(55)“筋肉の Hodgkin-Huxley 方程式における周期倍分岐の連鎖,” 寺田 和子, 吉澤 修治, 西村 千秋, 日本神経回路学会誌, 6(2), pp. 99-105, 1999.
(56)  "Bifurcation of the Hodgkin-Huxley equations for muscles as a model of sodium channel diseases, " 寺田 和子, 吉澤 修治, 西村 千秋, NOLTA'99, Hawaii, pp. 203-206, 1999.
通商産業省 工業技術院 電子技術総合研究所
(57)  "Motion Planning of Objects in Contact by the Silhouette Algorithm," Hirohisa Hirukawa, Yves Papegay, Proc. IEEE Conf. Robotics and Automation 2000, to appear, 1999.
通商産業省 工業技術院 機械技術研究所
(58)  "A High Stability Smooth Walking Pattern for a Biped Robot," Q. Huang, S. Kajita, N. Koyachi, K. Kaneko, K. Yokoi, H. Arai, K. Komoriya, and K. Tanie, Proc. of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Vol.1 pp. 65-71,1999.
(59) "Walking Patterns and Actuator Specifications for a Biped Robot," Q. Huang, S. Kajita, N. Koyachi, K. Kaneko, K. Yokoi, T. Kotoku, H. Arai, K. Komoriya, and K. Tanie, Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vol.3, pp. 1462-1468, 1999.
(60) "Development of a Humanoid Robot Simulator," Q. Huang, S. Kajita, K. Kaneko, Kazuhito Yokoi, N. Koyachi, T. Kotoku, H. Arai, N. Imamura, K. Komoriya, K. Tanie, Proc. of Second International Symposium on Humanoid Robots, Vol.1, pp. 115-120,1999.
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「脳を創る」研究代表者 中村 仁彦(東京大学大学院工学系研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 中村 仁彦. 脳を創る 自律行動単位の力学的結合による脳型情報処理機械の開発. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.764 - 766.

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