OS-12 記号創発ロボティクス （と ロボットの学習）

趣旨説明 オーガナイザ

谷口忠大 立命館大学情報理工学部 岩橋直人 岡山県立大学情報工学部 岡田浩之 玉川大学脳科学研究所

長井隆行 電気通信大学 情報理工学研究科 稲邑哲也 国立情報学研究所/総合研究大学院大学

発達する知能 環境に適応し多様な概念や行動を獲得する知能

• 人間は生まれた時，未分化な認識世界の中で活動を始める．

• 環境適応の中で様々な概念や行動を獲得していく．

• そして言語を用いたコミュニケーションをも可能にする．

• その構造，計算論的プロセスを知りたい．

2015/5/31 2

記号創発ロボティクス

JSAI-OS「記号創発ロボティクス」シリーズ

• 2011年 記号創発ロボティクス とﾏﾙﾁﾓｰﾀﾞﾙｾﾏﾝﾃｨｯｸｲﾝﾀﾗｸｼｮﾝ

• 2012年（OS提案忘れで無かった・・orz） • 2013年 記号創発ロボティクス • 2014年 記号創発ロボティクス • 2015年 記号創発ロボティクス（←ｲﾏｺｺ） 日本ロボット学会，計測自動制御学会，赤ちゃん学会，発達心理学会，認知科学会，などでも関連OS・ラウンドテーブル等を企画

ロボット学会学術講演会2015 OS13 確率ロボティクスとデータ工学ロボティクス ～認識・行動学習・記号創発～ 講演募集中（締め切り 6/26）

Advanced Robotics特集号 “Machine Learning and Data Engineering in Robotics”論文募集中 (締め切り 6/30)

初出

人工知能学会誌 特集号 2012/11 「記号創発ロボティクス」

一般向けアピール 記号創発システム論/記号創発ロボティクス

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谷口忠大「コミュニケーションするロボットは創れるか」（NTT出版）2010

谷口忠大 「記号創発ロボティクス」 （講談社メチエ）2014

2011 OSシリーズ スタート

2012 特集号 2013 2014 2015

国際展開?

特集号?

OS提案内容 (1)

人間の知能は身体的な環境との相互作用に基づきながらボトムアップに形成されていく．私達人間が利用する言語や記号も人間の適応的な知能の一部として捉えられ，記述され，表現されていく必要がある．近年の計算資源の爆発的増加，統計的機械学習理論の発展，WEBの急速な広がりによる様々な資源の増大により，言語と身体を同時に扱うための研究環境は大いに変化してきた．しかし，未だに言語を自律的に獲得しマルチモーダルな情報と関連づけながらそれを用いるといった人間知能に関する計算論的理解は十分ではない．

OS提案内容 (2)

言語の獲得のためには，行動の自律的獲得，環境の認識，概念の獲得，自律的な計画生成，能動学習などが重要である．これらの問題は，ロボットが人間や環境との相互作用を通して，コミュニケーションに必要な知識や実世界での行動に必要な知識を発見・理解・学習・運用する過程の研究として，統一的に捉えることができる． 人間と真なるコミュニケーションを実現する知能ロボットは，自らのセンサ・モータ系を用いた身体的相互作用に基づく学習を経て行動や記号的概念を獲得し，言語獲得を行い，人間と共に協調的に実世界のタスクを実現していく事が求められる．

OS提案内容 (3)

記号創発ロボティクスでは，ボトムアップに言語獲得や行動獲得，動作獲得，計画生成を行なう知能を機械学習装置やロボット，エージェントとして創りだすことにより，人間の言語的コミュニケーションについての構成的理解も深めていくことが目指される． 本セッションでは，この新しい研究領域 ―記号創発ロボティクス― に係る基礎から実用化研究に携わる研究者が一同に会し，近未来の課題と解決への取組みを討議する．

OS提案と発表募集

ということでOSを提案させて頂いたところ

の発表申請を頂きました！

セッション構成 • OSは２枠までという制約もあり・・

09:00-10:40 2D1-OS-12a

OS-12 （４件） 記号創発ロボティクス (1)

13:20-15:00 2D3-OS-12b

OS-12（５件） 記号創発ロボティクス (2)

15:20-17:00 2D4 （５件） ロボットの学習（１）

17:20-18:40 2D5 （４件） ロボットの学習（２）

できれば，丸１日 「記号創発ロボティクス」 関連セッションにお付き合いください！ (/･ω･)/

OS-6 Deep Learning

機械学習の基礎

自然言語における 意味処理

OS-1 意味と理解の コンピューティング

発表タイトルのキーワード ヒューマノイドロボットの動作生成に向けた基礎的検討 / 再帰型神経回路モデルを用いた観察視点の獲得によるロボットの模倣学習 / 実ロボットを用いた自己位置と語彙の同時推定による音声言語獲得 / 不確実性の下での満足化を通じた最適化 / 衝突回避ゲームにおけるRecurrent-Q学習エージェント間での基礎的行動時系列学習に基づく原始的コミュニケーションの創発 / / 混合マルチモーダルHDPによる多様な概念の形成 / 記号の意味はシステムの中で生まれる / ロボットによる実世界情報を用いた付属語の獲得 / ノンパラメトリックベイズモデルを用いた生理指標の時系列解析に基づく情動変化のダイナミクス推定 / 発話における応答部・主導部の推定とそれらを構成する単語の推定 / / ヒューマノイドロボットの画像認識に基づく行動知識の獲得への取組み / Convolutional Neural Networkによる物体認識の自己位置推定への統計的活用 / サービスロボットによるインタラクションを通した語彙の拡張 / n-gramモデルとトピックモデルと係り受け解析の統合による 自然文サンプリング法 / 自己組織化マップを用いた物体概念の学習 / / オンラインマルチモーダルHDPによる物体概念の獲得 / 音声認識誤りに頑健なロボットによる語意学習 / 状況を分解する学習モデルによる言語の獲得と分類 / アンサンブル学習を用いた粒子フィルタの提案

概念形成・言語獲得，実ロボット，マルチモーダル情報， ノンパラメトリックベイズ，ニューラルネットワーク(Deep Learning)，不確実性・認識誤りへの対応，トピックモデル，

インタラクション，位置推定，時系列解析

記号創発ロボティクスの肝とは？

• 記号を操る知能への２つの「構成」 • 構成論的アプローチ （constructive

approach) –知能を構成することによって理解する．

• 構成主義 (constructivism) [Piaget] –世界を構成する知能を理解する．

モデルを通した”理解”

(c) 電通大 長井研究室

内部視点から知能と言語と社会を理解する

エルンスト・マッハ「感覚の分析」より

人工知能研究者の二つの態度

• 道具知 –人工知能は人間の仕事を代替できてナンボ –生活を便利にしてくれてナンボ –有益な道具を生み出したい．それが知能研究． –ユーザとしての人間の外部視点に支えられる．

• 自律知 –システムの内部視点から理解されるもの –個体自身の環境適応を通して立ち現れる –二歳児はすばらしい！（役にはたたんけど）

谷口忠大「コミュニケーションするロボットは創れるか」（NTT出版）2010

Technique

Philosophy

記号創発ロボティクスの 時間軸上のポジショニング

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古典的な人工知能

知識獲得の ボトルネック

記号接地問題 フレーム問題

構成論的アプローチ

1960 1980 2000 1970 1990 2010 2020 2030

NewAI

身体性認知科学

認知発達ロボティクス

複雑系科学

人工生命

機械学習（ベイズ理論）

音声認識

コンピュータビジョン

確率ロボティクス

自然言語処理

自律知

道具知

第３次 AIブーム

第２次 AIブーム

記号創発ロボティクス

Techni

que

Deep Learning

記号創発ロボティクスと認知科学

http://www.jcss.gr.jp/about/

はこだて未来大学学長

JSAI2015 はこだて未来大

開催ということで・・

「認知科学とは 」（認知科学会HPより） 中島秀之 はこだて未来大学学長

• 認知科学というのは、人間を中心とする脳を持つ動物の心の働きを内側から解明しようとする科学です。（中略）内側から解明するというのは言語や外界の表象（脳内に作られた外界のモデル）などをその対象にするということです。（中略）

• また人間を対象とした心理実験はさまざまな制約が伴います（中略）コンピュータプログラムによるシミュレーションなどの間接的手法を組み合わせないとなかなか見たいものが見えて来ません。（中略）

• われわれにとっては，やはり心の働きは知りたい、解明したいことです。それには新しい方法論を探し続けなければなりません。そういった新しいことにチャレンジしている分野が認知科学なのです。

記号創発ロボティクスはこの意味においては認知科学研究

知覚的シンボルシステムの実現に向けて -人間知能の構成論的理解-

松香敏彦（千葉大学）・谷口忠大（立命館大学）・浅田稔（大阪大学） 岡田浩之（玉川大学）

JCSS Japanese Cognitive Science Society 日本認知科学会

認知科学とAIの再会 ―認知科学会とのコラボレーションセッション― ６月２日（火）09:00-10:40 B会場 講堂 4B1 学会コラボセッションS2

発表時間

• 発表１５分 • 質疑５分

• 長期戦ですが活発な議論への参加をよろしくお願いします！

記号創発 ロボティクス１

記号創発 ロボティクス１

ロボットの学習１

ロボットの学習２

知覚的シンボルシステムの実現に向けて

自由行動

5/31(日) 6/1(月) 6/2(火)

午前１ 午後１ 午後２ 午後３ 午前１