研究者詳細 - 我妻　広明

論文 - 我妻　広明

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ロボット用人工筋肉開発に向けた瞬発性を持つS字機構の検討

曽根雅史, 我妻広明

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 111 ( 241 ) 71 - 76 2011年10月

担当区分：責任著者記述言語：日本語掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

近年,有機材料など生体に学ぶ素材開発研究が進んでいる.一方,ロボットの従来開発では,制御の容易な電気モータが用いられ,期待陛能に鑑みた小型化が容易でない.導電性高分子アクチュエータなどの課題は電気モータと同等の安定性能を得られないことであるが,現実の生体内ではアクチュエータ安定性ではなく,神経系の制御との整合性で機能実現を果たしている.本研究では,素材の非線形性を積極的に活用することで,機能発現し十分な制御を実現することを目指す.本報告では,プラスチックの柔軟性から瞬発性を得るS字の反発機構を設計し,特性を解析した.従来ソレノイドなどの高電圧を必要とした瞬発装置に対し,素材-構造-制御の一連の組み合わせで瞬発性を得られることが検証できたことで,今後のロボット身体への応用が期待できる.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008900431

ファン・デル・ポール振動子を用いた車両周回軌道生成の提案

小野耕輔, 我妻広明

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 111 ( 241 ) 41 - 46 2011年10月

担当区分：責任著者記述言語：日本語掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

近年,自家用車向けに障害物回避や車間維持の自動装置組み込みの検討が進んでいる.工学的実現の容易さから,各種センサを搭載した外部情報取得型が多く研究されているが,人が実際に運転する場合は全ての運転動作が外界情報の逐次取得から得られるとは考えにくく,熟練運転者であれば起こりうる先の状況を予測し事故を防いでいる.レースドライバーはサーキットの周回コースが全て身体に刻み込まれていると言われ,コース全体のイメージを持ちつつ目の前の状況に対応する情報処理過程に注目することで,車両安全運転の支援装置開発を目指す.本研究では,位相差を保持し振動引込みを可能にする非線形振動子を周回軌道生成の内部モデルとして採用し,車両モデルの力学系に干渉する方法の提案を行う.数理モデル解析とともにロボット車両走行実験を行い,振動子系から車両方程式の力学系に作用し周回軌道が生成できることがわかった.今後リズムベース回路の車両制御の展望が期待できる.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008900426

Modeling of clash avoidance in automobile race using real robot-simulation matching system 査読有り国際誌

Ono K., Wagatsuma H.

ICIC Express Letters 5 ( 10 ) 3907 - 3912 2011年10月

Modeling of Clash Avoidance in Automobile Race Using Real Robot - Simulation Matching System, 査読有り国際誌

Ono, K., Wagatsuma, H

ICIC Express Letters 5. ( 10 ) 3907 - 3912 2011年10月

A testable robotic platform for brain-based architecture implementation using analog-digital parallel wireless communication 査読有り国際誌

Tomonaga Y., Wagatsuma H.

ICIC Express Letters 5 ( 9 B ) 3477 - 3482 2011年09月

A Testable Robotic Platform for Brain-Based Architecture Implementation Using Analog-Digital Parallel Wireless Communication 査読有り国際誌

Tomonaga, Y., Wagatsuma, H

ICIC Express Letters 5 ( 9B ) 3477 - 3482 2011年09月

自律分散制御から知能創発の工学化への視点査読有り

我妻広明

コンピュータソフトウェア ( 日本ソフトウェア科学会 ) 28 ( 1 ) 2 - 20 2011年01月

担当区分：責任著者記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

コンピュータの分野において，自律分散制御方式は集中型システムの開発・稼働における欠点を補うものとして注目され研究が進められて来た．今やインターネット普及等を背景に，分散した情報を知識として再集約する集合知の仕組みを考える必要性がある．全体機能や目的をシステム自身が再定義する，つまり集団全体が意志決定を行うという観点が導入されつつある．工学化において自明であるべき目的すら再構成されるとすればシステム破綻や暴走のリスクが増すことは疑いない．本論では，現実に自律分散制御の内部機構を持ちながら，自らで目的を定義し意図をもって行動計画を立てる「脳」の機能を工学的に再構成する脳型ロボットの立場から俯瞰し，要素の自律性と全体性創出の関係からある種の集合知を得る工学的方法論を模索したい．そして，ネットワークダイナミクスが発展的でありつつも，破綻に向かわない構成論と関連する「意識」の話題を解説する．

DOI： 10.11309/jssst.28.1_2

Neuromorphic and brain-based robots 査読有り国際誌

Krichmar J., Wagatsuma H.

Frontiers in Artificial Intelligence and Applications 233 209 - 214 2011年01月

A look at the hidden side of situated cognition: A robotic study of brain- oscillation-based dynamics of instantaneous, episodic, and conscious memories 査読有り国際誌

Wagatsuma H.

Neuromorphic and Brain-Based Robots 274 - 302 2011年01月

人-ロボット相互作用に向けた脳型システムのリアルタイム実験系の構築

我妻広明

電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング ( 一般社団法人電子情報通信学会 ) 110 ( 246 ) 17 - 22 2010年10月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）

様々な工業技術が現存する中で脳型システムが今後期待される分野は,実社会や家庭など変化する環境で,人との相互作用が要求される場であろう.そこで,これまで得られてきた個々の脳機能に注目した理論・実験における研究成果を,脳-身体-環境の循環系で実験検証する枠組みが重要であると考える.本研究では,脳型情報処理を,特に時間性に注目してシステム化とロボット実装を進めることで,実環境や状況において要求される動作実行のタイミングや脳内回路の連携の柔軟性の解明に取り組む方法論を提案し,ロボット実験系構築の具体性,問題点,展望について言及する.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110008106476

生命のダイナミクスから知能創成を考える:脳型ロボット開発の試み査読有り

我妻広明

システム制御情報学会　研究発表講演会講演論文集 ( 一般社団法人システム制御情報学会 ) 10 ( 0 ) 85 - 85 2010年01月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

近年、脳科学の知見に基づく理論モデルの工学的応用が注目されており、ロボット工学への貢献が期待されている。現実的に人と共存するロボットの開発は、刻々変化する環境においても認知判断できる高次脳機能を兼ね備えることが要求される。一方、生体機構を回路化して組み合わせる方法論で、精密性と安定な制御可能性を中心課題としてきた従来の工学的規範を超える枠組みが提示できるかは大きな疑問として残っている。また、生物の持つ「自律性」が工学的に再構成できるのかについても期待感の一方、疑問視されている。本研究では「生命体から学ぶ」という機械論から、「生命のダイナミクスから機械に生命を吹き込む科学」へ展開する可能性を、脳型ロボット研究・開発の向かうべき方向性として検討したい。

DOI： 10.11509/sci.SCI10.0.85.0

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130006985670

実世界における脳の数理モデルの貢献 : 情報工学・ロボット工学との融合を考える査読有り

我妻広明

日本神経回路学会誌 = The Brain & neural networks ( 日本神経回路学会 ) 16 ( 4 ) 184 - 189 2009年12月

担当区分：筆頭著者記述言語：日本語掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

この二十年に進展した科学技術を概観し，脳理論研究において掲げられてきた「脳を知り，脳を創る」課題の再考を試みる．特に，急速に発展しつつあるITやロボット工学との融合を通して脳科学の基盤技術創出を提案する．脳を細分化し研究対象にするだけでなく，脳機能の相補性，統合性を踏まえた認知／行動から神経可塑性に至る時間単位の複合性に正面から向かうことが求められている．ゆえに，脳を再構成して実空間実時間で実験解析を可能とする構成論的アプローチは自然な潮流であり，今後の工学的応用への具体的方策としても期待できる．その流れを確かなものにするため，既存の研究資産の共有と再利用を促進し，脳と身体をトータルデザインできる技術基盤の確立が急務である．脳科学の現代的な課題は，万能な自律知能システムを漠然と考えることではなく，日常に浸透する基盤技術，いわばユビキタス技術を創出し続けることである．そうして脳科学がより緊密に様々な技術分野に対して貢献していくことが我々の使命と考える．また脳の自律性や社会的適応性が身近な技術へ応用される過程で，人間の「自我」，「個性」，「自由意志」へと向かって脳の理解が進むことを夢としたい．

DOI： 10.3902/jnns.16.184

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/10027011079

実世界における脳の数理モデルの貢献—情報工学・ロボット工学との融合を考える— 査読有り

我妻広明

日本神経回路学会誌 16 ( 4 ) 184 - 189 2009年12月

Synchronized rhythmic signals effectively influence on-going cortical activity for decision-making: a study of the biological plausible neural network model 査読有り国際誌

Wagatsuma, H., Yamaguchi, Y

Lecture Notes in Computer Science 5506 857 - 864 2009年12月

Cultivated Microorganisms Control a Real Robot: A Model of Dynamical Coupling between Internal Growth and Robot Movement 査読有り国際誌

Wagatsuma, H

Lecture Notes in Computer Science 5506 1082 - 1089 2009年12月

Hybrid Design Principles and Time Constants in the Construction of Brain-Based Robotics: A Real-time Simulator of Oscillatory Neural Networks Interacting with the Real Environment via Robotic Devices 査読有り国際誌

Wagatsuma, H

Lecture Notes in Computer Science 5506 119 - 126 2009年12月

A Noise-Induced Stability in the Real-time Robotic System for Object Handling 査読有り国際誌

Wagatsuma, H.

Proceedings of the IEEE 8th International Conference on Development and Learning (ICDL 2009) 049 - 049 2009年12月

A noise-induced stability in the real-time robotic system for object handling 査読有り国際誌

Wagatsuma H.

2009 IEEE 8th International Conference on Development and Learning, ICDL 2009 2009年11月

担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

In various engineering fields, separation between signal and noise is one of the important issues for the robustness of systems that are working in the real environment, and the noise reduction has been discussed when designing a robust system. On the other hand, some researches reported that adding a noise contributes to having multiple internal states and enhancing a transition between the states in the case of non-linear and biological systems, such as the stochastic resonance. It leads to a hypothesis of neuro-mimetic models in which the noise enhances their performance. We have developed the robotic platform as a combination between the real-time simulator of neural dynamics and the robotic device operating in the real world. According to communicative interruptions and time lags, the real-time simulator has the limitation in ability to control the robot, especially in time domain. The robot frequently fails in making an action with respect to the previous sensor data if the calculation is done in the proper timing, providing a deadlock behavior. We here investigated the effect of the noise induction for escaping the deadlock and completion of the ball-handling task, and reported that a self-biased noise helps a enlargement of the range of delay in the system for exhibiting proper performances. By focusing on the temporal aspect of the noise effect in non-linear systems, our research approach may benefit to the implementation and development of biological models in the real system. © 2009 IEEE.

DOI： 10.1109/DEVLRN.2009.5175538

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=71049139284&origin=inward

Cognitive robotics: new insights into robot and human intelligence by reverse engineering brain functions, 査読有り国際誌

Browne, W., Kawamura, K., Krichmar, J., Harwin, W., Wagatsuma, H

IEEE Robotics and Automation Magazine 16 ( 3 ) 17 - 18 2009年10月

Synchronized rhythmic signals effectively influence ongoing cortical activity for decision-making: A study of the biological plausible neural network model 査読有り国際誌

Wagatsuma H., Yamaguchi Y.

Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics) 5506 LNCS ( PART 1 ) 859 - 866 2009年09月

担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

The brain is capable of parallel processing of different types of information in different brain regions. However, for higher cognitive functions such as decision-making, such regionally distributed information must interact together in the proper timing. The prefrontal cortex, the region which carries out decision-making, needs to be modulated by external signals to represent the current behavioral context in the hippocampus (HP). The question remains as to how the firing activity of the cortical neural network can be modulated by external signals in corporation with the ongoing activity. We hypothesized that rhythmic signals that attempt to synchronize the cortical ongoing activity minimize the disturbance and effectively enhance the activities of selective neurons. We investigated the level of the modulation by using a mutually connected neural network that consists of a neuron model with excitatory and refractory periods. The results demonstrated that cortical ongoing activities are weakly modulated by random external signals, while synchronized rhythmic signals, given as the pseudo HP signals, selectively enhance cortical activities. This suggests that the cortical ongoing activity is effectively influenced by the synchronized signals, which carry information in the proper timing of excitation. The investigation of neural synchronization dynamics is important to understanding how the brain realizes parallel processing in different sub-regions and to update immediately the internal representation even if the previous internal processing is ongoing. © 2009 Springer Berlin Heidelberg.

DOI： 10.1007/978-3-642-02490-0_105

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=70349108364&origin=inward

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