人工知能と生命知能
人や生物とロボットは何が違うのか生命に対する構成論的アプローチ
北海道大学
人間知・脳・AI教育研究センター
特任准教授 飯塚 博幸

人間知序論Ⅰ
1. 田口茂（文）「なぜ学際的研究が必要なのか」
2. 島崎秀昭（CHAIN)「神経科学研究概説：計測技術と方法論」
3. 吉田正俊（CHAIN)「神経科学研究概説２：観察と介入/ニューロテック」
4. 竹澤正哲（文）「小さなモデルと大きな現実の世界：文系のためのモデリング入門」

5. 飯塚博幸（情）「人工知能：知の構成論的アプローチ」
6. 宮園健吾（文）「哲学と心理学：合理性について」
7. 鈴木啓介（CHAIN）「仮想現実と実在感」
8. 総括＆ディスカッション
2

2022 CHAIN独自科目実績3

人工知能(AI)とは

AI : Artificial Intelligence

人間が行っていることを機械が勝手にやるための技術▰ 難しい計算▰ テスト解答の自動判定▰ 炊飯器、洗濯機、食洗器、掃除機▰ 工場での自動工作機械、不良品検出▰ 携帯の自動音声認識、迷惑メール検出▰ 自動運転、飛行機のオートパイロット▰ 自動翻訳、通販の自動推薦
4

機械も勉強する
人工知能

機械が勝手にやるための技術

機械学習

データから自分で勉強する技術

深層学習（ディープラーニング）
人間の脳を真似した計算方法で、たくさんのデータを使って勉強する技術

機械の勉強方法

りんご

正解 : りんご比較機械の勉強方法

ばなな

正解 : ばなな

比較

機械の勉強方法[参考：ディープラーニング演習 ]

学習

ばなな
りんご
だめ！
正解 : りんご

比較使われる画像の枚数
データセット▰ ImageNet 自然画像
1400万枚、2万2千カテゴリー▰ MNIST 手書き数字
7万枚、10カテゴリー▰ Open Images Dataset
900万枚、2万カテゴリー
場所や説明付き▰ LAION-5b 50億以上

脳の神経細胞と神経ネットワーク
神経細胞

神経ネットワーク

カールソン 神経科学テキスト より
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人工知能の基本的な計算式
𝑥𝑖 (𝑡)𝑦𝑗 (𝑡)𝑧𝑘 (𝑡)

人工知能が勉強するときの計算式（3段の場合）𝜕𝐸−𝜀= 𝜀𝑎 𝑧𝑗 (1 − 𝑧𝑗 )𝑦𝑖 (𝑡𝑗 − 𝑧𝑗 )𝜕𝑊𝑗𝑖𝜕𝐸
−𝜀= 𝜀𝑎2 𝑦𝑗 1 − 𝑦𝑗 𝑥𝑖 ෍ 𝑡𝑘 − 𝑧𝑘 𝑧𝑘 1 − 𝑧𝑘 𝑊𝑘𝑗
𝜕𝑊𝑗𝑖𝑘最新の人工知能の例

YOLOv7: https://www.youtube.com/watch?v=AFGcMdZnGJg

どのチンパンジーがどこにいたのか

北海道大学 大学院 情報科学研究院 自律系工学研究室(札幌市円山動物園と共同研究）

手話動作を自動で認識

北海道大学 大学院 情報科学研究院 自律系工学研究室(BIPROGY株式会社と共同研究）

人工知能による画像生成
悪の組織の勉強
悪の組織(AI)

警察組織(AI)
本物
偽物

警察組織の勉強
警察組織(AI)✓ 勉強に必要なのは本物の画像のみ✓ 悪の組織と警察組織が同時に勉強

偽物
本物16

勉強した結果悪の組織が生成した画像例本物のラーメン画像を使用
悪の組織(AI)

実際には存在しないラーメン
画像を作れるhttp://cedro3.com/ai/lightweight-gan/

17

最新画像生成
文章と画像の関連を学習

DALL-E 2
https://openai.com/dall-e-2/

入力文章： An astronaut riding a horse in aphotorealistic style.
馬に乗る宇宙飛行士のリアルな写真

最新画像生成
文章と画像の関連を学習

DALL-E 2
https://openai.com/dall-e-2/

入力文章： A bowl of soup that is a portal to anotherdimension as digital art.
異次元への扉となるスープのデジタルアート。

最新文章生成 ELYZA
https://www.pencil.elyza.ai/
キーワードを入力すると架空の新聞記事を生成
入力キーワード

AI、講義、人間知、生命最新文章生成 ELYZA
https://www.pencil.elyza.ai/
キーワードを入力すると架空の新聞記事を生成
入力キーワード

AI、登山、カレーライス、公園

ChatGPT
https://openai.com/blog/chatgpt

https://gist.github.com/hyuki/

ChatGPT
https://openai.com/blog/chatgpt

https://gist.github.com/hyuki/

ChatGPT
https://openai.com/blog/chatgpt

https://gist.github.com/hyuki/

ChatGPT
https://openai.com/blog/chatgpt

https://gist.github.com/hyuki/

ChatGPT
https://openai.com/blog/chatgpt

https://gist.github.com/hyuki/

人工知能と生命知能
人や生物とロボットは何が違うのか自分が触っているものを正しく感じているのか？

Yamamoto
andKitazawa

触覚時間順序判断の逆転[Yamamoto & Kitazawa, 2001]

幻肢痛（ない腕が痛む）に対するミラーボックス治療（参考：書籍「脳の中の幽霊」）
28

自他の境界[Blakemore, 1999]

自分で自分をくすぐってもくすぐったくならない
機械を通して，時間遅れや運動方向を変えた運動で自分をくすぐる実験
運動と触覚が矛盾（閉眼）

時間遅れ

29

自分が見ているものを本当に見ているのか？

出典：ProcreoFlashDesign Laboratory30

https://www.youtube.com/watch?v=VkdT8UnivYU&ab_channel=ファンタジーイルージョン

33

よく考える２足歩行ロボットASIMO
本田技研工業株式会社

https://www.youtube.com/watch?v=EKU7omqjvn8

全く考えない２足歩行ロボット
受動歩行機[McGeer, 1990]

身体の構造を使った歩行動作－ 動力なし－ センサーなし－ 制御なしhttp://www-personal.umich.edu/~artkuo/
Passive_Walk/passive_walking.html

https://www.youtube.com/watch?v=e2Q2Lx8O6Cg

人工知能生命知能

人工生命

人工生命(ALIFE)とは今ある知っている生命だけを探求するのではなく、ありうる生命・進化を考えることで生命を理解する
我々の知っている生命

ありうる生命の全体
宇宙のどこかに存在する生命計算機の中で生じる人工生命

絶滅してしまった生命試験管内で合成して作る生命

人工生命解説図（有田隆也 2007、改変）

37

地球外の未知の生命体はどんなだろう?
38

人や生物は通常のロボットとは違う方法で動いている

人工知能
知能という機能を取り出してそれを計算で実現する
知能＝脳のような中央処理コンピュータプログラム

人工生命
身体を含む生命全体を機械で実現する
知能＝環境、身体、脳が絡み合って生み出される

人工知能も錯視をみるのか？
[Watanabe, et al., 2018]© by Akiyoshi Kitaoka

北岡明佳（立命館大学）先生の作品
http://www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka 50

人工知能も錯視をみるのか？

© by Akiyoshi Kitaoka

北岡明佳（立命館大学）先生の作品
http://www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka 51

一般的なビデオを使った予測学習
Deep predictive coding networks [Lotter et al., 2017]

一人称視点映像- 一般的な大量のビデオデータ- 過去のビデオフレームから将来のフレームを予測- Self-supervised learningで学習可能

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人工知能も錯視をみている[Watanabe, et al., 2018]

人と同じように左画像では回転を予測し、右画像では回転しない

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人工知能

生命知能

人工生命
多角的な学際的視点から生命・意識・心に迫る

人工生命国際会議 2023
The 2023 Conference on
Artificial Lifein Sapporo, Japan
Monday, July 24 to Friday, July 28, 2023
Hokkaido University

ALIFE2023 実行委員会
実行委員長 飯塚 博幸（北海道大学）