眼球運動atr脳情報通信総合研究所课件

http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ 、共演 琴坂信哉 中枢生成機構中枢神経系存在多運動作出。 振動子外界周期的音響入力同調。 Stefan Schaal http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ 腕運動規定物理学的安定 解持利用行。 情報処理課題実行機械 理解必要水準 計算理論 Computational theory 表現 Representation and algorithm 実現 Hardware implementation 計算目標何、適切、 実行可能方略理論何 計算理論実現 。特入力出力表現何、 変換何 表現物理的 実現 日本脳研究 脳守 脳知 脳創 Ales Ude http:/www.isd.atr.co.jp/cyh/index.html 運動認知 基人動取込：運動動 変換自動生成。遮蔽場合2次元画面 内実時間確率的追跡示。 Stefan Schaal http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ TM（） 用、関節動46自由度同時計測。 DB動変換簡単問題。 Marcia Riley http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ 自由落下軌道視覚基予測。 腕軌道予測把持位置前向計画、制御。 AIBO (SONY) P2, P3 (HONDA) 脳創知 人 劣 本当脳分 創初働分 脳創不十分、創 計画 計算論的神経科学 人工知能神経科学 脳機能、機能脳同 方法実現計算機 人工的機械作 程度、深本質的理解 目指計算論 的神経科学呼。 脳機能 計算機 人工的機械実現 脳機能 理解 脳機能、機能脳同 方法実現計算機 人工的機械作 程度、深本質的理解 目指計算論 的神経科学呼。 (Dynamic Brain) 30 自由度 身長190 cm 体重80 kg 柔 生物学眼 球運動視覚系 SRCKDB共同 開発 Joshua Hale http:/www.isd.atr.co.jp/cyh/index.html 運動軌道計画軌道予測力制御基物理 的相互作用行。 Christopher Atkeson http:/www.isd.atr.co.jp/cyh/index.html Chris Atkeson上手。 彼3玉DB。 生物学眼球運動視覚系 眼球 自由度 人工前庭器官： 中心周辺視 台 神経科学 小脳内部教師 学習 大脳皮質確率的内部 教師学習 大脳基底核強化学習 視覚運動変換、棒立、 見学習 眼球運動学習、視覚追 跡内部 見学 習、起強 化学習 http:/www.isd.atr.co.jp/cyh/index.html 沖縄舞踊（） 踊手動計測、基B- 関節軌道計画。 Marcia Riley, Ales Ude, Christopher Atkeson, Stefan Schaal 見 Stefan Schaal http:/www.his.atr.co.jp/cyh/ 古考方新考方 大脳知性 源 小脳運動制御 言葉知性 特徴 小脳大脳 機能関 小脳大脳違 学習方法違（先 生有無） 言葉頼 知性 秘密 小脳大脳 外側面 底面 内側面 小脳 大脳 重 130g 1対10 1,300g 表面積 50,000mm2 1対2 80,000mm2 数 1011 1011 霊長類 2.8 3.2 拡大率 小脳知性 小脳皮質 歯状核 背内側部 歯状核 腹外側部 小脳部位系統発生 内側核0.8倍、歯状核4.5倍（類比） 小脳知能 Paradiso (1997) 指r=0.22 p0.05 言語記憶 r=0.27 p0.02 一般的IQ r=0.19 p0.07 (WAIS-R) 大脳皮質左側頭葉無相関 歯状核 体重 体積 幅高 長 65kg 1,167mm3 同 2倍 45kg 456mm3 同 半分 小脳高次認知機能関与 I. 脳活動計測 (1) 運動想像 SPECTRyding et al. (1993) (2) 名詞動詞連想PETRaichle et al. (1994) (3) fMRIKim et al. (1994) (4) 複数形視覚識別PETParsons et al. (1995) (5) 心的回転PETParsons et al. (1995) (6) 皮膚感覚物体認識 fMRIGao et al. (Bower) (1996) (7) 視覚的注意 fMRIAllen et al. (1997) II. 損傷脳 (1) 塔 小脳皮質変性症Grafman et al. (Hallet M.) (1992) (2) 視覚運動認知小脳皮質変性症Nawrot 脳幹中心 (Lisberger & Sejnowski) 否仮説 脳幹小脳皮質 回路円滑性追跡眼球運動維持 是仮説 MST野視標予測 前庭入力 FL VN FL VPFL VN 登上線維 眼球運動 前庭入力 前庭入力 眼球運動 MST FL VPFL VN 視覚入力 登上線維 眼球運動 前庭動眼反射 暗闇 網膜上滑 円滑性追跡眼球運動 視標消滅 追従眼球運動 視覚刺激消滅 視線速度理論 並列制御 経路理論 前庭動眼反射 視線速度理論並列制御経路理論予測比較 確率分布符号表現 基 Kalman：内部、平均分散推定、予測誤差 適応的重付 平滑性追跡眼球運動：時間増加 視標運動不確実性神経活動平坦化表現 符号確率分布表現理論 (Zemel, Dayan, Pouget, Neural Comput, 1998). 平滑性追跡眼球運動制御 視標運動変化符号表現 円滑性追跡眼球運動追従眼球運動制御 軌道入力 運動指令生成 推定入力 Kt Ft Ht It + - + + 軌道入力 遷移確率 推定確率 生成行列 Pt (r, V) 内部 予測誤差 中心窩外 中心窩 + e f e 小脳内部 変換 細胞 眼球運動 荷重 網膜滑 + - 50ms 脳幹 視標動 中心窩外 MST 小脳皮質 符号 MST神経場 http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ Sethu Vijayakumar http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ 前庭動眼反射適応 神経生理学、解剖学知識基前庭動眼反 射神経回路DB組込。 柴田智広 http:/www.erato.atr.co.jp/DB/ 円滑性追跡眼球運動 円滑性追跡眼球運動行視覚入力速度0 時視標動身体座標予測必要。 確率的用実現。 柴田智広 眼球運動統合 柴田智広 強化学習大脳基底核行 新遷移確率強化学習課題 学習報酬関情報理論的変数 尾状核（比較的前方部）本質 春野、黒田、銅谷、外山、木村、鮫島、今 水、川人 強化学習 reinforcement learning 報酬最大化行動，探索学習 環境応異最適行動獲得 目標出力問題適用可 人間動物行動学習 応用例 ：， 制御：移動， 動的資源配分：携帯電話割当， 報酬遅持与場 合 x1x3u2 r2 x2 u3 r3 x4 u4 r4 stateu1 action r1reward 報酬直前行動考不十分 途中状態評価必要 状態評価関数 Reinforcement Learning (RL) Find a policy that maximizes cumulative future reward learn to predict the vales of states and actions Basal Ganglia Frontal sectionSide view Reward Prediction by Dopamine Neurons (Schul