MotorControl

Research topics

我々の体の動きは、自然かつ滑らかであり、あるときは優雅さを、またあるときは荒々しさを暗黙のうちに示す。社会的な状況下において、こうした身体動作に埋め込まれた感情、意図、状況などを読み取り、また表現する事は、他者との非言語的なコミュニケーションの基盤となっている。こうした身体動作に内在する状況性の認知が容易く行われる一方、その生成・認識の計算論的メカニズムには解明すべき点が多い。 身体動作は本質的に多自由度の筋骨格系の時間変化として記述でき、一般に１つの目標運動(端点)に対し、それを実現する身体座標が無数に存在する冗長な系である。従って、Berstein (1967)の問題提起以降、目標運動を一意に生成するために、身体自由度の制約に関して多くの研究が進められてきた。従って、先行研究では身体動作に内在する状況性は、動作の種類により異なると考えられ、個別動作に関するヒューリスティックスによりモデル化されてきた。本研究では、複数の状況性(喜び、怒り、悲しみ、中立の情動的文脈)における数種の動作を情報理論的手法に基づき解析した。その結果、身体動作の状況性を反映した動作の種類に不変な特徴量がある事が明らかになった。これは、身体自由度は単なる冗長性ではなく、社会的な認知の情報チャンネルを提供している可能性を示している。

身体動作から情動の推定へ †

人の身体動作から、その人が内的に抱く情動の種類を推定する方法を提案した。言い換えれば、人が他者の振る舞いから“空気を読む”ためにどのようなメカニズムであれば可能であるか理論的・実験的に調べた研究である。既に公開されている身体動作データベース(Ma et al., 2007)を用いて(図1)、その動作から動作主の情動の状態を推定するためのアルゴリズムの開発を行った。さらに、開発後、そのアルゴリズムを検証するために、予備的な認知実験を行った。この認知実験では、被験者１０名が、他者の身体動作の一部を見て、その動作主の情動を推定し答える課題が与えられた。実験の結果、３種類の情動の状態を推定した正答率は、１０名のの平均で70%であった。一方、開発アルゴリズムを同じ身体動作に適用した結果、平均的な正答率は72%であり、人の推定と同程度の正答率を示した。また、誤答のパタンも人と類似しており、人とモデルの結果を比べることにより、人がどのような情報から情動を推定しているのか、いくつかの示唆が得られた。

図 1/Figure 1

Modeling Imitation learning/Bodily actions †

Imitation of others gives a foundational ground for mutual understanding and efficient learning. I proposed a new model for emotional attribute discrimination from human bodily action in unknown emotional contexts.

Related papers (See also other publications/ 関連する発表論文 (その他の論文など) †

• NonlinearTimeSeriesMotorControlPub2011 日高昇平 (2011). 身体動作に内在する状況性への情報理論的アプローチ, 第32回社会的知能発生学研究会, 2011年12月22-23日, リッチモンドホテルプレミア仙台. [Publications]
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• NonlinearTimeSeriesMotorControl[MotorControl]Pub2011 Hidaka, S. & Yu, C. (2011) Information Theoretical Approach to Statistical Network in Bodily Actions. The 44th Annual Meeting of the Society for Mathematical Psychology (SMP), July 18th, Tufts University (pdf). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesMotorControl[MotorControl]Pub2012Creativity Hidaka, S. (2012) Identifying Kinematic Cues for Action Style Recognition. In Proceedings of The Thirty Fourth Annual Meeting of Cognitive Science Society, 1679-1684. (CogSci2012) (pdf) (poster). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControl 日高　昇平 & 藤波　努(2013). サンバ運動の力学的位相構造による不変的表現., 第27回人工知能学会全国大会 (1H3-OS-02a-4) (link). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControlCreativity日高　昇平 (2013). リズム運動の次元：不変量による協調運動の分析．, 第16回身体知研究会予稿集, 8-13. (Characterizing Rhythmic Coordination in Human Movements with Invariances., SKL-16-03 (pp. 8-13).)(pdf) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControlCreativity日高　昇平 (2013). 力学的不変量仮説： 運動制御の最適化理論の上位原理として., 第15回身体知研究会予稿集, 9-15. (Dynamical Invariance Hypothesis: As a Superordinate Principle Upon Motor Control Optimality Theory., SIG-SKL-15, 9-15.)(pdf)(pdf2) [Publications]
• Pub2013MotorControlCreativity2012年度研究者支援「創造性研究奨励賞」(2013年2月20日, NPO法人ニューロクリアティブ研究会, 研究テーマ：「身体技能を創り・感じる脳の計算論的メカニズム」)(link)(link2) [Publications]
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• Pub2014NonlinearTimeSeriesMotorControl 布山 美慕, 日高 昇平, 諏訪 正樹 (2014). 読書における熱中状態の定義・観測手法構築., 第28回人工知能学会全国大会, 2D4-OS-28a-7in. (第28回人工知能学会全国大会優秀賞) [Publications]
• Pub2014NonlinearTimeSeriesMotorControl 日高昇平, KASHYAP Neeraj, 藤波　努 (2014). 点次元推定法によるリズム運動の分析., 第28回人工知能学会全国大会, 1M5-OS-05b-5. [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl Buated, W., Fujinami, T., Hidaka, S., Kashyap, N. (2015). Auditory cues on postural control in Parkinson's disease: A pilot study., The International Parkinson and Movement Disorder 2015, San Diego, California, USA June 14-18, 2015. (link) [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl Fujinami, T., Hidaka, S., & Kashyap, N. (2015). Evaluating Presence Based on Balance. International Symposium on Performance Science. [Publications]
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• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl 日高 昇平 (2015). 身体動作の意味論に向けて. [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl日高　昇平 (2015). 身体動作の解読：力学的な不変量による分節化., 日本認知科学会第32回論文集. (OS2-1), pp.706-711. (link) [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeriesMotorControl日高　昇平, Wannipat Buated, & 藤波 努(2016). 重心運動を指標としたパーキンソン病の潜在リスクの推定., SKL-22-05, pp. 26-29. (link) [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl Torii, T. & Hidaka, S. (2018). How can we help others?: a computational account for action completion. In Proceedings of The 40th Annual Meeting of the Cognitive Science Society (CogSci2018), 2572-2577. (pdf)(link) [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl Torii, T., Hidaka, S. & Fujinami, T. (2018). Exploring precursors of Parkinson’s disease by characterizing dynamic postural balance in center-of-pressure time series. In Proceedings of 日本神経回路学会 第28回全国大会 (JNNS 2018). (pdf) [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl 鳥居拓馬 & 日髙昇平(2018). 利き手と逆の手の比較に基づく熟達技能への実験的アプローチ. 認知科学. 25(1), 122-125.(日本認知科学会第34回大会発表賞論文) [Publications]
• TeachingMotorControlPub2012 Hidaka, S. (2012). Decoding emotional contexts in bodily actions., Lecture for Master in the Science of Performative Creativity (University of Malta, March, 29th, 2012) [Publications]

• NonlinearTimeSeriesEyeMovementPub2011[EyeMovement] 日高昇平，鈴木義彦 (2011). 目は口ほどに物言う：注視ダイナミクスと類似性判断の関係., 2011年度日本認知科学会第28回大会 発表論文集(P2-34) (pdf) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesEyeMovementPub2012 MethodologicalImprovement [EyeMovement] 日高昇平, Yurovsky, D., Wu, R. (2012). 注視から認知過程へ：ベイズ統計による次元選択・潜在集団の推定, 日本認知科学会第29回大会発表論文集, 146-148 (Eye Movements to Cognitive Processes: Bayesian Dimension Selection and Latent Group Estimation).(pdf)(presentation) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesEyeMovement[EyeMovement]Pub2012 Shohei Hidaka (2012). Characterizing Attention and Learning from Infant Eye Movements., [Publications]
• NonlinearTimeSeriesEyeMovement[EyeMovement]Pub2012 Yurovsky, D., Hidaka, S., & Wu, R. (2012) Quantitative Linking Hypotheses for Infant Eye Movements, In Proceedings of The Thirty Fourth Annual Meeting of Cognitive Science Society, 1203-1208. (CogSci2012) (pdf) . [Publications]
• NonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2010[LearningInSocialInteraction] Hidaka, S., & Yu, C. (2010) Analyzing Multimodal Time Series as Dynamical Systems, 12th International Conference on Multimodal Interfaces and 7th Workshop on Machine Learning for Multimodal Interaction, 53-58 (ICMI-MLMI 2010). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2010[LearningInSocialInteraction] Hidaka, S., & Yu, C. (2010). Spatio-Temporal Symbolization of Multidimensional Time Series, International Workshop on Spatial and Spatiotemporal Data Mining, 249-256. (SSTDM-10) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2010[LearningInSocialInteraction] Yu, C., Smith, T.G., Hidaka, S., Scheutz, M., Smith, L.B. A Data-Driven Paradigm to Understand Multimodal Communication in Human-Human and Human-Robot Interaction . In P.R. Cohen, N.M. Adams, M.R. Berthold (Eds.) Advances in Intelligent Data Analysis IX,LNCS 6065 (pp. 232-244). Berlin/Heidelberg: Springer Verlag.(pdf) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2011 Hidaka S and Yu C (2011). Informational Coupling in Social Interaction as a Goodness of Communication. Front. Comput. Neurosci. Conference Abstract: IEEE ICDL-EPIROB 2011. doi: 10.3389/conf.fncom.2011.52.00007 URL [Publications]
• NonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2013 日高 昇平 (2013). 人の多感覚コミュニケーションにおける情報ネットワークの可視化., 電子情報通信学会誌., Vol.96 No.12 pp., 945-950. (pdf). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesMotorControlPub2011 日高昇平 (2011). 身体動作に内在する状況性への情報理論的アプローチ, 第32回社会的知能発生学研究会, 2011年12月22-23日, リッチモンドホテルプレミア仙台. [Publications]
• NonlinearTimeSeriesMotorControlPub2013Creativity Hidaka, S. & Fujinami, T. (2013). Topological Similarity of Motor Coordination in Rhythmic Movements. In Proceedings of The Thirty Fifth Annual Meeting of Cognitive Science Society, 2548-2553.(pdf)(poster). [Publications]
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• NonlinearTimeSeriesPub2010 Takahashi, K., Hidaka, S & Watanabe, K. (2010). Decoding Subjective Simultaneity from Neuromagnetic Signals, 17th International Conference on Biomagnetism. [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MethodologicalImprovementCreativityKnowledgeSciences? 日高　昇平 (2013). データから知識へ：多変量情報流による潜在的機構の推定., 知識共創フォーラム (知識共創第3号, III7-1-III7-10) (Hidaka, S. (2013). From Data To Knowledge: Estimating Latent Mechanisms Through Multivariate Information Flows.)(pdf)(link) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControl 日高　昇平 & 藤波　努(2013). サンバ運動の力学的位相構造による不変的表現., 第27回人工知能学会全国大会 (1H3-OS-02a-4) (link). [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControlCreativity日高　昇平 (2013). リズム運動の次元：不変量による協調運動の分析．, 第16回身体知研究会予稿集, 8-13. (Characterizing Rhythmic Coordination in Human Movements with Invariances., SKL-16-03 (pp. 8-13).)(pdf) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2013MotorControlCreativity日高　昇平 (2013). 力学的不変量仮説： 運動制御の最適化理論の上位原理として., 第15回身体知研究会予稿集, 9-15. (Dynamical Invariance Hypothesis: As a Superordinate Principle Upon Motor Control Optimality Theory., SIG-SKL-15, 9-15.)(pdf)(pdf2) [Publications]
• NonlinearTimeSeriesPub2014Reading Fuyama, M., Hidaka, S., & Suwa, M. (2014). The Continuous Measurement of Absorption in Reading Based on the Time Series of Subjective Evaluation and Heart Rates. The Jagiellonian-Rutgers Conference in Cognitive Science 2014 (CogSciJR14). [Publications]
• PreprintPub2012KnowledgeSciences?NonlinearTimeSeriesPubSelected? Hidaka, S. (2012). Characterizing Multivariate Information Flows., eprint arXiv:1212.5449 (link). [Publications]
• Pub2014NonlinearTimeSeries 布山 美慕, 日高 昇平, 諏訪 正樹 (2014). 身体動作と心拍数による読書中の熱中状態観測手法の構築．, 第4回知識共創フォーラム. [Publications]
• Pub2014NonlinearTimeSeriesMotorControl Buated W., Fujinami T., Hidaka S., Kashyap N, (2014). Balance Assessment for Parkinson, International Congress on Non-Motor Dysfunctions in Parkinson's Disease and Related Disorders, Nice, France. [Publications]
• Pub2014NonlinearTimeSeriesMotorControl 布山 美慕, 日高 昇平, 諏訪 正樹 (2014). 読書における熱中状態の定義・観測手法構築., 第28回人工知能学会全国大会, 2D4-OS-28a-7in. (第28回人工知能学会全国大会優秀賞) [Publications]
• Pub2014NonlinearTimeSeriesMotorControl 日高昇平, KASHYAP Neeraj, 藤波　努 (2014). 点次元推定法によるリズム運動の分析., 第28回人工知能学会全国大会, 1M5-OS-05b-5. [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeries 布山 美慕，日高 昇平，諏訪 正樹. (2015). ページ送りの時間間隔に基づく読書の認知処理の分析. 知識共創第5号. (link) (萌芽研究賞受賞) [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeries 布山 美慕，日高 昇平，諏訪 正樹. (2015). 読書時の文脈依存の認知処理モード変化の分析. 言語科学会第17回国際年次大会. [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl Buated, W., Fujinami, T., Hidaka, S., Kashyap, N. (2015). Auditory cues on postural control in Parkinson's disease: A pilot study., The International Parkinson and Movement Disorder 2015, San Diego, California, USA June 14-18, 2015. (link) [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl Fujinami, T., Hidaka, S., & Kashyap, N. (2015). Evaluating Presence Based on Balance. International Symposium on Performance Science. [Publications]
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• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl Hidaka, S., Kashyap. N., Buated, W. & Fujinami, T. (2015). The 29th Annual Conference of the Japan Society of Artificial Intelligence. (日高昇平, Kashyap, N., Buated, W., 藤波努 (2015). フラクタル次元による立位重心運動の分析. 第29回人工知能学会全国大会, 1L4-2.) (link) [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl 日高 昇平 (2015). 身体動作の意味論に向けて. [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeriesMotorControl日高　昇平 (2015). 身体動作の解読：力学的な不変量による分節化., 日本認知科学会第32回論文集. (OS2-1), pp.706-711. (link) [Publications]
• Pub2015NonlinearTimeSeries布山 美慕，日高 昇平，諏訪 正樹. (2015). 読書における文脈依存的な認知処理のモード., 日本認知科学会第32回論文集. (O1-3). pp. 12-19. (link) [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeries Buated, W., Lolekha, P., Fujinami, T., Hidaka, S., Kashyap, N. (2015). Effects of Cognitive Loading on [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeries Buated, W., Lolekha, P., Hidaka, S., & Fujinami, T. (2016). Impact of Cognitive Loading on Postural Control in Parkinson's Disease with Freezing of Gait., Gerontology and Geriatric Medicine. 2, 1-8. (link) [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeries Buated, W., Lolekha, P., Hidaka, S., Kashyap, N., Fujinami, T. (2015). Can Arm Swing be Clinical Predictors of Postural Instability in Parkinson's Disease?, The 21th World Congress on Parkinson's Disease and Related Disorders, Milan, Italy, 6-9 December, 2015. [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeries Fuyama, M., & Hidaka, S. (2016). Context-dependent Processes and Engagement in Reading Literature. In Proceedings of The Thirty Fourth Annual Meeting of Cognitive Science Society (pdf), 283--288. [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeries Fuyama, M., Hidaka, S., & Suwa, M. (2015). Identifying Context-dependent Modes of Reading. In Proceedings of the Second International Workshop on Skill Science. (web)(pdf) [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeriesMotorControl日高　昇平, Wannipat Buated, & 藤波 努(2016). 重心運動を指標としたパーキンソン病の潜在リスクの推定., SKL-22-05, pp. 26-29. (link) [Publications]
• Pub2016NonlinearTimeSeriesUoU 日高 昇平. (2016) 情報の伝達から理解へ. 人工知能学会論文誌. 31(6). AI30-H_1-10. (link)(pdf) [Publications]
• Pub2016ReadingNonlinearTimeSeries 布山 美慕 & 日高 昇平 (2016). 読書時の身体情報による熱中度変化の記述. 認知科学, 23(2), 135--152. (pdf)(link) (日本認知科学会2016年度奨励論文賞) [Publications]
• Pub2017NonlinearTimeSeries 古川　康一, 諏訪 正樹, & 日高 昇平. (2017) 身体知研究を支える理論・方法論. 人工知能学会論文誌., 32 (2), 222-228. (特集「身体知の発展」). [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl Torii, T. & Hidaka, S. (2018). How can we help others?: a computational account for action completion. In Proceedings of The 40th Annual Meeting of the Cognitive Science Society (CogSci2018), 2572-2577. (pdf)(link) [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl Torii, T., Hidaka, S. & Fujinami, T. (2018). Exploring precursors of Parkinson’s disease by characterizing dynamic postural balance in center-of-pressure time series. In Proceedings of 日本神経回路学会 第28回全国大会 (JNNS 2018). (pdf) [Publications]
• Pub2018NonlinearTimeSeriesMotorControl 鳥居拓馬 & 日髙昇平(2018). 利き手と逆の手の比較に基づく熟達技能への実験的アプローチ. 認知科学. 25(1), 122-125.(日本認知科学会第34回大会発表賞論文) [Publications]
• Pub2019NonlinearTimeSeries Saito, K. & Hidaka, S. (2019). Analysis of review quality by using gaze data during document review. The 41st Annual Meeting of the Cognitive Science Society (CogSci2019), 2695-2701. (July, 25th, 2019) [Publications]
• Pub2021NonlinearTimeSeries Kenichi Oguma, Takuma Torii, Shohei Hidaka (2021). Animacy perception of a pair of movements under quantitative control of its temporal contingency: a preliminary study. In Proceedings of The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB2021). 274-279. (GS12-1) (Presented online on January, 22th, 2021) (link) (pdf) [Publications]
• Pub2022NonlinearTimeSeries Torii, T., Oguma, K., Hidaka, S. (2022). Animacy perception of a pair of movements under quantitative control of its temporal contingency: a preliminary study. Artificial Life and Robotics. (link)(link2) (post-proceedings of The 26th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB2021). 274-279. (GS12-1) (Presented online on January, 22th, 2021) (link) ) [Publications]
• SemanticNetworkNonlinearTimeSeriesKnowledgeSciences?Pub2013 日高 昇平 (2013). 知識獲得の計算理論に向けて：多変量情報流による潜在的機構の推定., 日本認知科学会第30回大会発表論文集 (O2-3). [Publications]
• TeachingNonlinearTimeSeriesLearningInSocialInteractionPub2012 Hidaka, S. (2012). Word Learning In Social Interaction. In Cognitive Science Spring Seminars (University of Malta, March, 26th, 2012) (abstract) [Publications]
• UnderReview?NonlinearTimeSeries Hiaka, S. & Kashyap, N.(under review) Pointwise dimension estmator. [Publications]

• Hidaka, S., Yu, C. (2010) Analyzing Multimodal Time Series as Dynamical Systems, ICMI-MLMI 2010. (pdf)

References/参考文献 †

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