オートポイエ-シス理論の応用によるロボットの自律性の創製に関する研究

オートポイエ-シス・システムの基本条件として,みずからシステム内部と環境との境界を生成し,内部を位相空間として表象化することが挙げられる.そこで,本研究では視覚とソナーを有する移動ロボットを例にして,ものを避けたり(敵から逃れる),目標物に到達(餌にありつく)する行為を生成するシステムのオートポイエ-シスの概念による「環境」の定義及び位相空間の視覚化を試みることにより,ロボットという実システムにおける新たな「環境」の概念を確立し,位相空間でのシステムの挙動により「自律性」を実現することを研究目的とした.初年度はオートポイエ-シス・システムとしての必要条件である,システムの作動による位相空間の構成についておもにシミュレーションを通して検討した.次年度は,初年度獲得した内部状態ベクトルを基に,ロボットにとっての環境の定義,環境識別の意味,タスク遂行能力の強化などについて,シミュレーションと実機での検証を通じて考察した.1.タスクを遂行することが目的のロボットにとって,内部状態ベクトルで記述される状態遷移図そのものが,環境表現となる.2.環境の識別は,環境表現として有意な差が認められない限り,意味がない.3.環境表現の有意な差は,ある環境でのタスク成功率で表現される.4.成功率の変化,一般に新たな環境での減少として内部観測されることにより,新たな環境での学習意欲が増大し,状態遷移図を更新する.5.このとき,前環境での環境表現を現環境でどのように対応させるかに,恣意性(保守的か刹那的)が存在する.

オートポイエ-シス・システムの基本条件として,みずからシステム内部と環境との境界を生成し,内部を位相空間として表象化することが挙げられる.そこで,本研究では視覚とソナーを有する移動ロボットを例にして,ものを避けたり(敵から逃れる),目標物に到達(餌にありつく)する行為を生成するシステムのオートポイエ-シスの概念による「環境」の定義及び位相空間の視覚化を試みることにより,ロボットという実システムにおける新たな「環境」の概念を確立し,位相空間でのシステムの挙動により「自律性」を実現することを研究目的とした.初年度はオートポイエ-シス・システムとしての必要条件である,システムの作動による位相空間の構成についておもにシミュレーションを通して検討した.次年度は,初年度獲得した内部状態ベクトルを基に,ロボットにとっての環境の定義,環境識別の意味,タスク遂行能力の強化などについて,シミュレーションと実機での検証を通じて考察した.1.タスクを遂行することが目的のロボットにとって,内部状態ベクトルで記述される状態遷移図そのものが,環境表現となる.2.環境の識別は,環境表現として有意な差が認められない限り,意味がない.3.環境表現の有意な差は,ある環境でのタスク成功率で表現される.4.成功率の変化,一般に新たな環境での減少として内部観測されることにより,新たな環境での学習意欲が増大し,状態遷移図を更新する.5.このとき,前環境での環境表現を現環境でどのように対応させるかに,恣意性(保守的か刹那的)が存在する.