| 講演名 | 2005/10/13 ヒトの対象物保持タスクにおける多種運動情報による感覚運動統合と視覚運動変換(「手」及びヒューマン情報処理一般) 角谷 直哉, 福田 浩士, 福村 直博, 宇野 洋二, |
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| 抄録(和) | 霊長類の頭頂間溝領野でコードされている対象物の特徴の一つである「向き」に着目し, ヒトの対象物保持タスクにおける視覚情報と多種運動情報を統合することによる対象物の内部表現の獲得(感覚-運動統合)及び内部表現に基づいた視覚-運動変換を実現するニューラルネットワークモデルを提案する.モデルの構築に先立つ心理物理実験では, 異なる5つの向きに設置した正三角形の物体に対するTripod Graspにおける運動情報(把持位置, 指先力)から対象物の「向き」に関する情報が抽出された.また, 拘束された把持位置よりも被験者が自然に選択した把持位置において総把持力が小さくなった.視覚情報と多種運動情報を統合する5層の砂時計型ネットワークに, 実験データを用いて十分に学習させた後, 中間層に対象物の向きに関する圧縮された情報表現(内部表現)を獲得した.さらに, 学習後のネットワークは総把持力を目的関数とした単純な力学的な最適化問題を解くことで, 内部表現に基づいた視覚-運動変換を実現した.これらの結果は, ヒトの内部表現に基づいた視覚情報から多種運動情報への変換の計算可能性を示す. |
| 抄録(英) | Focusing on one of characteristics of grasped objects 'orientation' which is coded in the intraparietal area of primates' brain, we propose a neural network model which acquires the internal representation related to the orientation by integrating visual and multiple kinds of motor information and performs the visuomotor transformation based on the internal representation. In psychophysical experiments, information related to the object orientation was extracted from the data of positions and forces of thumb, index and middle fingers, when subjects held an equilateral triangle object set in five kinds of orientation. The resultant grasping force in the naturally chosen digit position was smaller than that in the constrained positions. In computer simulations, a five-layered sandglass network integrated visual and multiple kinds of motor information and acquired the internal representation of the orientation in its third layer after sufficient learning. Moreover, the network performed the visuomotor transformation based on the internal representation, solving a simple optimization problem with an objective function related to the resultant grasping force. We insist that this neural network model computationally explains the sensorimotor integration and visuomotor transformation mechanisms of the PIP-AIP-F5 circuit in the primates' brain. |
| キーワード(和) | 把持運動 / 内部表現 / 感覚-運動統合 / 視覚-運動変換 / 制約条件付き最適化問題 / ニューラルネットワーク |
| キーワード(英) | grasping / holding / internal representation / sensorimotor integration / visuomotor transformation / constrained optimization / problem / neural network |
| 資料番号 | HIP2005-70 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | HIP |
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| 開催期間 | 2005/10/13(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Human Information Processing (HIP) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ヒトの対象物保持タスクにおける多種運動情報による感覚運動統合と視覚運動変換(「手」及びヒューマン情報処理一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Sensorimotor Integration and Visuomotor Transformation with Multiple Kinds of Motor Information in Human Holding Tasks |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 把持運動 / grasping |
| キーワード(2)（和/英） | 内部表現 / holding |
| キーワード(3)（和/英） | 感覚-運動統合 / internal representation |
| キーワード(4)（和/英） | 視覚-運動変換 / sensorimotor integration |
| キーワード(5)（和/英） | 制約条件付き最適化問題 / visuomotor transformation |
| キーワード(6)（和/英） | ニューラルネットワーク / constrained optimization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 角谷 直哉 / Naoya KAKUTANI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学情報工学系システム応用研究室 Department of Information and Computer Sciences, Toyohashi University of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 福田 浩士 / Hiroshi FUKUDA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学情報工学系システム応用研究室 Department of Information and Computer Sciences, Toyohashi University of Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 福村 直博 / Naohiro FUKUMURA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学情報工学系システム応用研究室 Department of Information and Computer Sciences, Toyohashi University of Technology |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 宇野 洋二 / Yoji UNO |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 豊橋技術科学大学情報工学系システム応用研究室 Department of Information and Computer Sciences, Toyohashi University of Technology |
| 発表年月日 | 2005/10/13 |
| 資料番号 | HIP2005-70 |
| 巻番号（vol） | vol.105 |
| 号番号（no） | 358 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |