Foundation of Co-creative Learning based on Symbol Emergence Systems Theory

基于符号涌现系统理论的共创学习基础

基本信息

批准号：
21H04904
负责人：
谷口忠大
金额：
$ 26.79万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では記号創発システム論に基づく人間ロボット融合系の共創的学習理論の基盤創成を目指して研究推進を行った．本研究は以下の４つの研究項目から構成される．[課題１] マルチモーダル表現学習に基づくロボット間の記号創発，[課題２] 複数の人間における記号創発のモデル分析とダイナミクス検証，[課題３] 人間とロボット融合系における共創的学習の創成，[課題４] サービスロボットにおける共創的学習の応用，である．この中で，２０２２年度においてはこの内[課題１]と[課題２] に関して主に取り組んだ．[課題１]に関しては先行研究のモデルを拡張し，３体以上の複数のエージェントによる記号創発により分散的なベイズ推論として記号創発が可能となる枠組みを提案した．また，深層生成モデルによる表現学習と記号創発の融合的モデルInter-GMM+VAEを提案し，記号創発が社会的な表現学習となり，また創発した記号が主体の内部表現にまで影響を与えるという視点を明確にした．[課題２] に関しては実験記号論にもとづく被験者実験を行い，そのコミュニケーションにおける被験者の行動がメトロポリスヘイスティングス法に基づくアルゴリズムにより良く表現できることを明らかにした．[課題３] に関しては実験のための基本的な理論整備を進めた．[課題４]に関しても準備的検討を進めた．特に本年度の研究により，集合的予測符号化という概念を明確にし，記号創発システムの数理モデルがより一般的な広がりを持つことを示すことが出来た．新たな共同研究を展開し，精神医学への応用や，強化学習との理論的融合に関して広がりを得ることもできた．

在这项研究中，我们的目标是为基于符号涌现系统理论的人机融合系统的共同创造学习理论奠定基础。本研究由以下四个研究项目组成。 [任务1]基于多模态表达学习的机器人之间的符号出现，[任务2]多人符号出现的模型分析和动态验证，[任务3]在人机融合系统中创建共同创意学习，[主题4] ] 共创学习在服务机器人中的应用。其中，2022年我们主要致力于【问题1】和【问题2】。关于[问题1]，我们扩展了先前研究的模型，并提出了一个框架，该框架使符号出现成为使用三个或更多代理通过符号出现进行分布式贝叶斯推理。我们还提出了Inter-GMM+VAE，一种使用深层生成模型的表达学习和符号出现的融合模型，从符号出现成为社会表达学习以及出现的符号甚至影响主体的内部表达的角度阐明。针对【问题2】，我们基于实验符号学进行了受试者实验，明确了受试者在交流过程中的行为可以通过基于Metropolis Hastings方法的算法很好地表达。关于【任务3】，我们着手准备实验的基础理论。我们还对【任务4】进行了初步研究。特别是，今年的研究阐明了集体预测编码的概念，并表明符号出现系统的数学模型具有更普遍的范围。我们开展了新的联合研究，并能够将我们的应用扩展到精神病学以及与强化学习的理论整合。