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ロボットと培養神経回路網のカップリングにおけるホメオスタシスと自律的運動の生成

机器人与培养神经网络耦合中的稳态和自主运动生成

基本信息

批准号：
16J09357
负责人：
升森敦士
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究プロジェクトでは、これまでの我々の研究によって示されている、身体化された神経回路が自律的に刺激を避ける行動を学習する原理(LSA)をベースとして、培養神経細胞、スパイキングニューラルネットワークを用いた実験と理論の二つのアプローチを通して自律的な適応行動の生成メカニズムを研究している。昨年度までの研究によって、身体化された神経回路には、刺激入力を避けるための行動を学習する、行動で避けられない刺激入力は入力ニューロンからの結合を弱めるといった少なくとも二つの方法で自律的に刺激入力を避ける学習がはたらくという性質があることが分かっている。その他の入力刺激を避ける方法として刺激パターンを予測して抑制するという方法が考えられる。本年度の研究では、実際にスパイキングニューラルネットワークを用いたシミュレーション実験において、特別な構造を持たない神経回路においても、入力刺激のパターンを予測して刺激を抑制するという学習が生じることを示した。これは、昨年度までの研究と同様に、外部から目的や評価指標を与えるのではなく、STDPといったローカルな学習規則によって自律的に学習されるといった点でも興味深い結果である。本研究プロジェクトでは身体化された神経回路は、制御可能な入力刺激は「行動」することでその刺激を避け、予測可能な入力刺激は「予測」し抑制することでその刺激を避け、行動、予測で回避できないような入力刺激に関しては、入力ニューロンの結合を弱めて「選択」することで刺激を避けるといったように、その環境に応じて様々なふるまいによってホメオスタシスを実現する性質がSTDPといったローカルな学習規則から創発するということを示した。本年度は、この研究結果をベースとして、自律エージェントの進化の過程に関して行動、予測、普遍化といった点に注目して議論を深めた。

The purpose of this study is to study the principles of stimulation, avoidance and self-discipline of the self-discipline of the psychic circuit of the body, the mind, the body, the body, the This is due to the fact that there is a problem in the use of information theory and theory. In the second part of this paper, you can learn about the behavior of people who regulate their own self-discipline. Last year, we conducted a study on the training of the body, the body, the mind, the body, the mind, the body, the body, the He tried to stimulate, avoid and test the method of inhibition. In this year's research and international research, we need to know that we are going to learn more about this year. This year, in the current year of research and international research, this year, in the current year of research and international research, this year's research and international research has been conducted in this year's research and international research. The results of last year's study were the same as those of last year's study, the purpose of external study was the same as that of last year's study, and that of STDPs was the same as that of yesterday's study. The purpose of this study is to control the possible action of physical stimulation, the prevention of physical stimulation, the avoidance of physical stimulation, the prevention of physical stimulation In combination with weakness, select the option to stimulate the avoidance of health care and environmental protection. The environmental impact is not known. It is not possible to detect STDP health problems. The rules of the protocol do not affect the performance. According to the results of this year's study, we have paid close attention to the activities, actions, and generalization of the process training, training and self-regulation.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

GACS オートマトンのシミュレーション

GACS 自动机模拟

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
升森敦士;シナパヤラナ;池上高志
通讯作者：
池上高志

Learning by Stimulation Avoidance in Cultured Neuronal Cells

培养神经元细胞通过避免刺激进行学习

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Atsushi Masumori;Norihiro Maruyama1 Takeshi Mita;Douglas Bakkum;Hirokazu Takahashi;Takashi Ikegami
通讯作者：
Takashi Ikegami

Learning by stimulation avoidance scales to large neural networks

通过避免刺激进行学习扩展到大型神经网络

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Atsushi Masumori;Lana Sinapayen;Takashi Ikegami
通讯作者：
Takashi Ikegami

Autonomous Regulation of Self and Non-Self by Stimulation Avoidance in Embodied Neural Networks

具身神经网络中通过避免刺激实现自我和非自我的自主调节

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
Artificial Life
影响因子：
2.6
作者：
Atsushi Masumori;Lana Sinapayen;Norihiro Maruyama;Takeshi Mita;DouglasBakkum;Urs Frey;Hirokazu Takahashi and Takashi Ikegami
通讯作者：
Hirokazu Takahashi and Takashi Ikegami

身体化されたニューラルネットワークにおける自律的な内と外の境界の規定

在具体神经网络中定义自主的内部和外部边界