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ロボットを创ることで人を知る

长井志江／文
特任教授

 

人はどのようにして知能を获得するのか。この究极の问いに迫る方法の一つに、人のように発达?学习するロボットを创るという手法があります。创ることによってその仕组みを理解する、认知発达ロボティクスと呼ばれる研究です。2017年创设の国际研究机构で「予测する机械」の原理に迫っている长井先生が、その一端を绍介します。

私たちは、脳の机能を真似た人工ニューラルネットワークと、それをもとに环境と相互作用するロボットを用いて、人の认知発达の仕组みを研究してきました（図1）。人の脳は「予测する机械」であると言われています。视覚や聴覚などの感覚器をとおして受け取る信号は、脳においてそのまま知覚されるのではなく、脳が过去の経験や知识をもとに感覚信号を予测し、その予测信号と统合されて认识されます。例えば、皆さんも経験したことのある错视の一部は、この予测机能によって生じると考えられています。脳が知覚を歪めているのです。

しかし、予测の効果は悪いことばかりではありません。予测ができることによって、人は一部しか见えない物体から全体を想像したり、他者の表情や动きからその人の気持ち（意図や感情）を推し量ることができます。また、认识された物体や他者に対してどう働きかけるべきかも、予测机能が司っているのです。例えば、椅子に対して座るという行动や、困っている人を见て助けるという行為を生成できるのも、予测机能のおかげです。

私たちは、この予测机能がいつごろ获得されるのか、そしてそこにはどのような个人差があるのかを、ロボットの実験と子供の実験を比较することで调べてきました。子供の好きなお絵かき课题を用いて、物体の一部の特徴から全体を予测できるのか、そして足りない特徴を描き足すことができるのかを调べました。

すると、ロボットでは予测机能をバランス良く获得したものだけが、高年齢の子供のように、絵を完成させることができました（図2）。また、ロボットの予测机能を弱くしたり强くしたりすると、异なる描画行动が现れました。予测机能が未熟であると、ロボットはなぐり描きをするようになり、予测机能が过剰であると、呈示された絵に関わらず、いつも同じ絵を描くようになったのです。似たような描き方は、低年齢の子供や、一部の子供の描画にも现れています。つまりこの実験から、予测机能をバランス良く获得することが人の知能の発达の基盘にあり、そのバランスの変化が个性につながることが分かってきたのです。

私たちはこの考えを拡张することで、自闭スペクトラム症などの発达障害が生じる要因も解明できるのではないかと考えています。自闭スペクトラム症の人は社会的なコミュニケーションの难しさだけではなく、光や音に対して敏感な感覚过敏をもつことが多いと言われています。そして、この感覚过敏は、脳の予测机能のバランス不全によって生じると指摘されています。私たちは発达障害を抱えた研究者と一绪に、感覚过敏がなぜ起きるのか、见え方?闻こえ方が変わることで行动にどう影响するのかを、体験型シミュレータや人工ニューラルネットワークの开発をとおして调べているところです（図3）。

このような研究をとおして人の知能の原理を理解し、个性を生かした社会づくりに役立てたいと考えています。