2026/03/10 更新

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トヤ ゲンタ
外谷 弦太
TOYA GENTA
所属
環境・社会理工学院 特任講師
職名
特任講師
プロフィール

虚構を作り出す能力に興味があります.現在は動物の社会関係構築についてヒトやトリやネズミを対象に研究しています.

外部リンク

学位

  • 博士(知識科学) ( 北陸先端科学技術大学院大学 )

研究キーワード

  • 情報生態系

  • 家畜化

  • 疎外

  • 言語進化

  • 知識科学

  • マルチエージェントシミュレーション

研究分野

  • 情報通信 / ソフトコンピューティング  / 複雑系

  • 人文・社会 / 認知科学  / 認知科学

経歴

  • 東京科学大学   環境・社会理工学院   特任講師

    2025年5月 - 現在

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  • 東京大学   先端科学技術研究センター   特任助教

    2023年4月 - 2025年4月

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  • 日本学術振興会   学振特別研究員(PD)

    2020年4月 - 2023年3月

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  • 北陸先端科学技術大学院大学   先端科学技術研究科   研究員

    2019年4月 - 2020年3月

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  • Institute of Musicology, University of Cologne   Visiting Researcher

    2017年9月 - 2018年3月

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  • 日本学術振興会   特別研究員(DC2)

    2016年4月 - 2018年3月

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  • 北陸先端科学技術大学院大学   知識科学研究科   博士後期課程学生

    2015年4月 - 2019年3月

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委員歴

  • 日本動物心理学会若手の会   幹事  

    2023年4月 - 現在   

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  • 共創言語進化学若手の会   世話人  

    2019年4月 - 2021年3月   

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    団体区分:学協会

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論文

  • Rats spontaneously show categorical responses toward familiar or unfamiliar conspecifics in a habituation-dishabituation task using multiple habituation stimuli

    Shiomi Hakataya, Makiko Kamijo, Genta Toya, Hiroki Koda, Kazuo Okanoya

    2025年9月

  • Rats can spontaneously discriminate different rhythms: An investigation using an automated habituation-dishabituation paradigm

    Reo Wada, Takaki Tomatsuri, Kosuke Yoshida, Shiomi Hakataya, Genta Toya, Kazuo Okanoya, Hiroki Koda

    Behavioural Processes   231   105257 - 105257   2025年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.beproc.2025.105257

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  • How does immediate auditory feedback coupled to locomotion influence the spontaneous actions of rats?

    Kosuke Yoshida, Reo Wada, Shiomi Hakataya, Genta Toya, Kazuo Okanoya, Hiroki Koda

    2024年12月

  • Beyond dichotomy: diversity of ultrasonic vocalizations in rats

    Reo Wada, Shiomi Hakataya, Ryosuke O. Tachibana, Tomoyo Isoguchi Shiramatsu, Tetsufumi Ito, Kouta Kanno, Riseru Koshiishi, Jumpei Matsumoto, Yumi Saito, Genta Toya, Shota Okabe, Kazuo Okanoya

    2024年12月

  • Formalising prestige bias: Differences between models with first-order and second-order cues 査読

    Seiya Nakata, Akira Masumi, Genta Toya

    Evolutionary Human Sciences   1 - 28   2024年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1017/ehs.2024.12

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  • An exploratory study of behavioral traits and the establishment of social relationships in female laboratory rats 査読

    Shiomi Hakataya, Noriko Katsu, Kazuo Okanoya, Genta Toya

    PLOS ONE   18 ( 12 )   e0295280 - e0295280   2023年12月

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    There is growing evidence that social relationships influence individual fitness through various effects. Clarifying individual differences in social interaction patterns and determinants for such differences will lead to better understanding of sociality and its fitness consequences for animals. Behavioral traits are considered one of the determining factors of social interaction. The purpose of this study was to explore the effects of individual behavioral traits on social relationship building in laboratory rats (Rattus norvegicus), a highly social species. Initially, the following behavioral characteristics were measured in individuals: tameness (glove test), activity (open field test), exploration (novel object test), sociability (three-chamber test), and boldness (elevated plus maze test). We then used DeepLabCut to behaviorally track three groups of four individuals (12 total) and analyze social behaviors such as approach and avoidance behaviors. Principal component analysis based on behavioral test results detected behavioral traits interpreted as related to exploration, boldness, activity, and tameness, but not sociability. In addition, behavioral tracking results showed consistent individual differences in social behavior indices such as isolation time and partner preference. Furthermore, we found that different components were correlated with different phases of social behavior; exploration and boldness were associated with the early stages of group formation, whereas activity was associated with later stages of relationship building. From these results, we derived hypothesize that personality traits related to the physical and social environment have a larger influence in the relationship formation phase, and the behavioral trait of activity becomes important in the maintenance phase of relationships. Future studies should examine this hypothesis by testing larger group sizes and ensuring there is less bias introduced into group composition.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0295280

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  • 仲良くなければ生き残れない村と家畜たち 査読

    徳増雄大, 外谷弦太

    言語進化学の未来を共創する   231 - 254   2022年10月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:論文集(書籍)内論文  

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  • The condition of recursive combination in the evolution of reinforcement learning agents 査読

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Evolution of Language   2022年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 音源定位および運動追跡システムを用いた鳴禽の社会相互作用分析

    外谷弦太, 水本武志, 岡ノ谷一夫, 橘亮輔

    聴覚研究会資料   52 ( 4 )   243 - 248   2022年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)   出版者・発行元:日本音響学会  

    CiNii Books

    CiNii Research

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  • Evolutionary scenario of recursive combination from object manipulation to language 査読

    Genta Toya, Takashi Hashimoto, Rie Asano

    Proceedings of the Twenty-Fifth International Symposium on Artificial Life and Robotics   992 - 997   2020年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Evolution of recursive combination of action representations by rewarding novel tool-making 査読

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Conference Booklet of PROTOLANG 6   44   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Modeling self-domestication and its impact on language evolution: playing with 'play' 査読

    Genta Toya, Yasuaki Kai, Takashi Hashimoto, Antonio Benítez-Burraco

    The Conference Booklet of PROTOLANG 6   54   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Neural implementation and evolutionary simulation of building hierarchical structure 査読

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Proceedings of the 28th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society   160 - 161   2018年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Recursive Combination Has Adaptability in Diversifiability of Production and Material Culture 査読

    Toya Genta, Hashimoto Takashi

    FRONTIERS IN PSYCHOLOGY   9   1512   2018年9月

  • Difference of two recursions, 'hierarchical embedding' and 'self-reference': from view of adaptive functions and implementations 査読

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Evolution of Language   507 - 509   2018年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Building hierarchical structure: Its functional model and evolutionary simulation 査読

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Program and Abstract Booklet of EVOSLACE: Workshop on the emergence and evolution of social learning, communication, language and culture in natural and artificial agents in ALIFE 2018   21   2018年

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    記述言語:英語  

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  • Evolution of recursive combination operation 査読

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    Proceedings of The European Conference on Artificial Life 2017   396 - 403   2017年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Poverty of materials makes recursive combination operation evolvable 査読

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    Proceedings of the 39th Annual Conference of the Cognitive Science Society   3862   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 2つの再帰「階層的埋め込み」「自己参照亅:その適応的機能の差異とヒトにおける実現

    外谷弦太, 浅野莉絵, 橋本敬

    日本認知科学会大会発表論文集(CD-ROM)   34th   622‐624   2017年

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 統語能力の適応的進化は想定可能か:行動多様性の推進力

    外谷弦太, 橋本敬

    日本進化学会大会プログラム・講演要旨集(Web)   18th   ROMBUNNO.O‐2D‐1 (WEB ONLY)   2016年8月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • Computational study about evolutionary process and adaptability of recursive operation in behavioral level 査読

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    Tokyo Lectures in Language Evolution: Booklet of poster and talk abstracts   36   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(研究会,シンポジウム資料等)  

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  • Computational study on evolution and adaptability of recursive operations 査読

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    The proceedings of International Symposium on Artificial Life and Robotics 20th   68 - 73   2015年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • 言語における回帰の適応性に関する考察:物体操作の進化シミュレーションの帰結より 査読

    外谷弦太, 橋本敬

    言語科学会第17回年次国際大会予稿集   208 - 209   2015年

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    記述言語:日本語  

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  • 回帰的物体操作の進化シミュレーション

    外谷弦太, 橋本敬

    計測自動制御学会システム・情報部門学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.SS3-6   2014年11月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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  • 単一SDA集積HTSジョセフソン接合テラヘルツ波検出器の電力特性および周波数特性

    山田博信, 早坂隆顕, 外谷弦太, 中島健介, 齊藤敦, 大嶋重利

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   60th   ROMBUNNO.27P-G7-7   2013年3月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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書籍等出版物

  • 言語進化学の未来を共創する

    赤池敬, 井原泰雄, 岡ノ谷一夫, 岡久太郎, 小林春美, 近藤聡太郎, 齋藤優実, 阪口幸駿, 田中悠介, 中条太聖, 外谷弦太, 中井智也, 橋本敬, 藤田耕司, 藤原正幸, 堀川遼太, 松本大貴, 米納弘渡

    ひつじ書房  2022年9月  ( ISBN:9784823411618

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MISC

  • 集団飼育ラットの社交様式は個体の性格と関連するか

    博多屋汐美, 外谷弦太, 香田啓貴, 岡ノ谷一夫

    日本動物行動学会大会プログラム・要旨集(CD-ROM)   43rd   2024年

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講演・口頭発表等

  • Computational neurocognitive modelling of recursive combinatorial ability

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    Leipzig Lectures on Language 2021  2021年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • ジュウシマツの社会相互作用の定量的分析

    外谷弦太, 水本武志, 岡ノ谷一夫, 橘亮輔

    第40回日本動物行動学会大会  2021年9月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 新奇物への探索傾向は見知らぬ他者との社会関係構築を予測するか?:ラットにおける探索的分析

    勝野吏子, 博多屋汐美, 外谷弦太, 岡ノ谷一夫

    第14回日本人間行動進化学会大会  2021年12月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Evolutionary simulation of metacognition in rats

    Genta Toya, Kazuhiro Goto, Kazuo Okanoya, Shoko Yuki

    日本動物心理学会第81回大会  2021年10月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 齧歯にコミットする:鳴禽の社会相互作用分析から

    外谷弦太

    齧歯音声研究談話会  2022年7月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 音源定位および運動追跡システムを用いた鳴禽の社会相互作用分析

    外谷弦太, 水本武志, 岡ノ谷一夫, 橘亮輔

    2022年6月度聴覚研究会  2022年6月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Exploration of evolutionary scenarios of self-referential ability by a computational model

    Shoko Yuki, Genta Toya, Kazuhiro Goto, Kazuo Okanoya

    Joint Conference on Language Evolution  2022年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 私と小鳥とネズミと:3次元高速移動体と闇属性無地集合体を追って

    外谷弦太

    第164回・動物心理学会若手の会主催シンポジウム  2022年8月 

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    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  • The emergence of internal state-based behavioral optimization in evolutionary simulation

    Genta Toya, Kazuhiro Goto, Kazuo Okanoya, Shoko Yuki

    日本動物心理学会第82回大会  2022年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • The condition of recursive combination in the evolution of reinforcement learning agents

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    Joint Conference on Language Evolution  2022年9月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Neural implementation and evolutionary simulation of building hierarchical structure 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The 28th Annual Conference of the Japanese Neural Network Society  2018年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • The Reason of Building Hierarchical Structure: From the View of Recursive Combination as an Internal Operation 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    Evolinguistics Workshop 2019  2019年5月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A neurolagical model of recursive combination ability and its gradual evolutionary simulation 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    Tokyo Lecture on Evolinguistics 2019  2019年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Evolution of recursive combination of action representations by rewarding novel tool-making 国際会議

    Protolang VI  2019年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Recursive combination for exploration and exploitation: Its neural implementation and evolution 招待 国際会議

    Genta Toya

    The 141th NII Shonan Meeting "Shonan Symposium - Language as Goal-Directed Sequential Behavior"  2019年5月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 自然化すれども還元せず:システム論的理解のための構成的手法

    外谷弦太

    共創言語進化学若手の会  2020年5月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Modeling self-domestication and its impact on language evolution: playing with 'play' 国際会議

    Genta Toya, Yasuaki Kai, Takashi Hashimoto, Antonio Benítez-Burraco

    Protolang VI  2019年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • A computational modeling of metacognition in rats

    外谷弦太, 結城笙子, 岡ノ谷一夫

    日本動物心理学会第80回大会  2020年11月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 意図共有:間主観的な世界の共創

    外谷弦太

    第2回共調的社会脳研究会  2020年11月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • メタ記憶の進化シミュレーションに向けたモデル構築

    外谷弦太

    共創言語進化学第7回領域全体会議  2021年2月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evolution of recursive combination operation 国際会議

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    The European Conference on Artificial Life 2017  2017年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Poverty of materials makes recursive combination operation evolvable 国際会議

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    The 39th Annual Conference of the Cognitive Science Society  2017年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Difference of two recursions, 'hierarchical embedding' and 'self-reference': from view of adaptive functions and implementations 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    EVOLANG XII  2018年4月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evolution of recursive operation in different cognitive domains: A simulation study 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    Spring School 2018 Language, Music, and Cognition  2018年2月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Building hierarchical structure: Its functional model and evolutionary simulation 国際会議

    Genta Toya, Rie Asano, Takashi Hashimoto

    The Emergence and Evolution of Social learning, Communication, Language and Culture in Natural and Artificial Agents in The 2018 Conference on Artificial Life  2018年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Evolutionary simulation of action grammar as a precursor of language ability

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    JAIST Poster Challenge 2014  2014年10月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Computational study about evolutionary process and adaptability of recursive operation in behavioral level 国際会議

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    Tokyo Lectures In Language Evolution  2015年4月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Computational study on evolution and adaptability of recursive operations 国際会議

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    International Symposium on Artificial Life and Robotics 20th  2015年1月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Recursive operation ability may evolve for creativity 国際会議

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    Creativity and innovation in language evolution at EVOLANG XI  2016年3月 

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    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

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  • Function of Recursive Operation in Human Language: Considering by Evolutionary Simulation of Tool Making

    Genta Toya, Takashi Hashimoto

    JAIST Symposium on Advanced Science and Technology 2015  2015年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Measuring personality traits in laboratory rats

    Shiomi Hakataya, Noriko Katsu, Kazuo Okanoya, Genta Toya

    日本動物心理学会第82回大会  2022年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • 動物の家畜化とインタラクション創発 招待

    外谷弦太

    JST CREST『脳領域/個体/集団間のインタラクション創発原理の解明と適用』定例会議  2023年1月 

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  • The effect of personality traits on the social relationship formation in female laboratory rats

    Noriko Katsu, Shiomi Hakataya, Kazuo Okanoya, Genta Toya

    日本動物心理学会第82回大会  2022年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Social interactions in Bengalese finches (Lonchura striata var. domestica): Automated measurements using visual and auditory signals to test for the commitment hypothesis

    Genta Toya, Takeshi Mizumoto, Kazuo Okanoya, Ryosuke O. Tachibana

    The XXVⅢ International Bioacoustics Congress  2023年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • The advantage of internal state-based behavioral optimization on reinforcement learning

    Genta Toya, Kazuhiro Goto, Kazuo Okanoya, Shoko Yuki

    日本動物心理学会第83回大会  2023年10月 

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    会議種別:ポスター発表  

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受賞

  • AppEEL Award for the Most Promising Pre-Doctoral Researcher at Protolang

    2019年9月   PROTOLANG  

    外谷弦太

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  • 博士後期課程平成三十年度優秀修了

    2019年3月   北陸先端科学技術大学院大学  

    外谷弦太

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  • 第3回領域全体会議ポスターセッション最優秀賞

    2019年2月   新学術領域「共創的コミュニケーションのための言語進化学」  

    外谷弦太

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  • 優秀学生賞

    2015年4月   公益社団法人計測自動制御学会北陸支部  

    外谷弦太

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  • 博士前期課程平成二十六年度優秀修了

    2015年3月   北陸先端科学技術大学院大学  

    外谷弦太

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 鳴禽の社会関係構築から探る生物の社会ナビゲーションとその計算モデリング

    研究課題/領域番号:24H01428  2024年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    外谷 弦太

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    配分額:7020000円 ( 直接経費:5400000円 、 間接経費:1620000円 )

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  • メタ認知の適応的意義を探る:構成論的手法による仮説探索と実験による検証

    研究課題/領域番号:23K22371  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    結城 笙子, 後藤 和宏, 中谷 裕教, 外谷 弦太

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    メタ認知とは、確信度などの自身の内的状態を利用した行動の適応制御である。複雑な問題解決場面で確信度を参照できることは、自信がない場合はやみくもに行動せずに刺激を再度確認するなどの行動を可能にし、より柔軟で効率的な問題解決を可能にする。動物のメタ認知研究はこの前提の下に開始され、既に複数の動物種で肯定的な結果を得ている。これはメタ認知が進化の産物であることを示唆するが、動物でメタ認知が機能する複雑な問題解決場面を再現するには各動物種の特性に応じた課題の最適化が必須となるため、知見の種間比較・統合によるその適応的意義と進化プロセスの追究が困難であった。
    本研究は、動物のメタ認知研究の知見を反映させたシミュレーションによる仮説探索と、その仮説に基づいた行動・神経記録実験による仮説の実証と神経機序の解明により、メタ認知の進化過程に関する妥当な仮説の提案を目指すものである。
    2022年度は、まずメタ認知が何らかの形で学習や進化に寄与する条件をシミュレーションにより探索した。具体的には、記憶状態などの内部状態に基づいて行動を学習可能なメタ認知エージェントを設定し、学習・進化シミュレーションを行った。仮説探索では、強化学習のみ、もしくは記憶課題における遅延時間などの外的な手がかりしか参照できないエージェントに対し、生存・繁殖に追加でコストがかかるが、自身の記憶状態を直接参照できるメタ認知エージェントが有利となる条件を探索した。
    その結果、課題において学習する必要のある刺激-反応連合の数が多い、もしくは記憶すべき刺激が複数の次元でコーディングする必要がある複合刺激である場合にメタ認知が進化することが示唆された。また、学習速度に関する興味深い知見として、メタ認知は刺激・反応関係が複雑な場面等の強化学習アルゴリズムが有効に働かない状況下で学習を促進するという機能を持つことを示唆する結果も得ている。

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  • メタ認知の適応的意義を探る:構成論的手法による仮説探索と実験による検証

    研究課題/領域番号:22H01100  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    結城 笙子, 後藤 和宏, 中谷 裕教, 外谷 弦太

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

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  • 当事者化の過程における法則性/物語性の解明と共同創造の行動基盤解明

    研究課題/領域番号:21H05175  2021年9月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    熊谷 晋一郎, 綾屋 紗月, 外谷 弦太

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    配分額:165230000円 ( 直接経費:127100000円 、 間接経費:38130000円 )

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  • 概念の階層構造を生成する再帰的結合能力の起源と進化に関する研究

    研究課題/領域番号:20K20146  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

    外谷 弦太

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    ヒトは他の動物に見られない、概念を再帰的に結合する能力(以下、再帰的結合能力)を持つ。言語のヒト特異的な側面は、この再帰的結合能力に由来する部分が多いと考えられるため、その進化を問うことでヒトという生物種の本性に迫ることができる。再帰的結合能力の進化に関しては、物体操作という他の動物 と共通する能力に起源をもつとする「運動制御起源説」が有力視されている。本仮説を検証するには、外的な物体操作と内的な概念操作を繋ぐ 具体的な進化シナリオを提示する必要がある。
    本研究は、(1)計算機シミュレーションによる、再帰的結合能力のモデル構築と、(2)動物や人の物体操作・道具製作の分析に基づくモデルの妥当性検討という、2種類のプロセスから構成される。
    本年度は(1)に関して、再帰的結合の適用対象が外的実体から内的表象へと進化する過程と環境条件を明らかにするための計算モデルを構築し、途中経過を国際会議Language Lectures on Leipzigで発表した。モデルは道具製作のような状態遷移空間を探索する強化学習と統計的学習からなり、強化学習による探索を統計的学習に基づく計画生成が補助する構成となっている。外部環境の探索において、道具の多様性が求められる環境において、物体の再帰的結合のような経路の分割統治法が進化し、内部の計画生成(概念の再帰的結合)においても同様の方法が進化するという仮説を立て、シミュレーションを行なっている。結果は、Joint Conference on Language Evolutionにて発表予定である。

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  • 再帰的結合と身体性を基盤としたアブダクションによる他者意図推定の研究

    研究課題/領域番号:20H04256  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    橋本 敬, 奥田 次郎, 外谷 弦太

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    配分額:17680000円 ( 直接経費:13600000円 、 間接経費:4080000円 )

    本研究の目的は、「非定型的なコミュニケーションで他者の意図推定はいかに可能か」という問いに対して、「意図推定は仮説生成と仮説選択からなるアブダクションであり、仮説生成は運動レパートリーの再帰的結合により、仮説選択はEmbodied Simulation(ES)と身体情動反応の情報により為される」という仮説を実証・精緻化することが本研究の目的である。
    進化的な観点から上記の問いを検討し、意図推定は他者の反射的な行動の予測から進化したと考えるのが自然であり、行動・その予測・予測の裏をかくことで自他の内部状態が豊かに進化した結果、他者の意図の存在とそれを実現する行動ルールを措定するアブダクションとして進化したというシナリオを提示した。そして、この他者の意図と行動の仮説は、運動レポートリーというより「状態→行動→状態」の単純なルールの再帰的結合により生成できるというように提案仮説を精緻化した。
    再帰的結合が仮説生成に関わることを示すLEGOブロックを使って作品を作成する実験とその分析を進めた。個人が直感的に作品を作る「プレイ」が個人間のインタラクションにおける創造性にどう係わるかを検討した。その結果、個人のプレイはインタラクションにおける仮説を含むアイデア生成を促進することが示唆された.そして、この実験におけるLEGOブロックの操作方法として再帰的結合を行うかどうかを独立変数とする新たな実験をデザインし、再帰的結合と仮説生成の関係を直接検討する基盤を作った。
    意図推定に関連するHAI実験として再帰的結合と関連して概念融合を促すロボットとの対話、そして、身体情動反応と関連してかけがえのない存在と感じさせるロボットとの相互作用に関する実験のデザイン、ロボットのプログラミング、予備実験を進めた。

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  • ヒトの創造性を生み出す自己家畜化現象の生理学・生態学的機序の解明

    研究課題/領域番号:20J01616  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    外谷 弦太

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    本研究は、人類に特異的な言語と社会の構造が、構築されたニッチに対する循環的な適応、すなわち自己家畜化により生じたという仮説を立て、『A. 言語に見られる構造的創造によるニッチ構築と家畜化』『B. 家畜化された動物とヒトの比較』『C. 構造的創造性を生み出す生成・評価能力』という三つの側面から接近するものである。
    Aについては、昨年度投稿した論文の修正を行なった。論文は2022年度出版予定の藤田・岡ノ谷編著『言語進化学の創成(仮)』に掲載予定である。ニッチ構築と自己家畜化は相補的な現象であり、本論文では人類進化と絡めてその進行過程を考察している。
    Bについて、本年度の研究計画は、鳥類パートと哺乳類パートに分けられていた。鳥類パートでは、家禽であるジュウシマツの向社会性を調べるための実験系を構築し、その分析結果を『日本動物行動学会』にて発表した(学会発表1)。ジュウシマツは選択的な個体間関係を構築している可能性があり、今後より標本数を大きくしてこの仮説を検証していく。また同じく哺乳類パートについて、家畜化された齧歯類であるラットの向社会性を調べるための実験系を構築し、その分析結果を『人間行動進化学会』にて発表した(学会発表2)。これらの結果は群居性の家畜化動物における向社会性と、ヒトにおける向社会性を比較する上で重要である。
    Cについては、構造生成能力として、概念の再帰的結合能力の進化シミュレーションを構築し、分析結果を国際学会『Leipzig Lectures on Language 2022』にて発表した(学会発表3)。また構造評価能力として、メタ認知能力の進化シミュレーションを構築し、分析結果を『日本動物心理学会』にて発表した(学会発表4)。どちらもニッチ構築と強く関係する能力であり、その進化を明らかにすることは自己家畜化による人類進化シナリオの妥当性に関わる。

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  • 言語の階層構造を生み出す回帰性の起源と進化の解明

    研究課題/領域番号:16J07821  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    外谷 弦太

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    配分額:1900000円 ( 直接経費:1900000円 )

    今年度の研究実績で主なものは「回帰的操作の出現頻度に対する探索空間の影響」,「回帰的操作の脳内実装に関するモデルの構築」の二つである.以下それぞれの段落で説明を行う.
    物体操作や統語操作においてヒトに特異な回帰的な操作(組み合わせたものを組み合わせる操作)がもつ「組み合わせの多様性促進」という機能について,組み合わせの探索空間のサイズがその進化に影響を及ぼしているという仮説を立て,探索空間のサイズを決定する「組み合わせられる要素の数」と「組み合わせられる要素の種類」をそれぞれパラメータとして分析を行った結果,「組み合わせられる要素の数」が回帰的操作の進化に大きく影響しうることを明らかにした.これは人類進化において,長い行動の計画や道具の組み立て工程が統語能力の発生を促した可能性を示唆しており,言語進化の分野で唱えられている「統語能力の運動制御起源説」を精緻化する結果であると言える.
    次に,この前駆体的な能力の認知一般への転移プロセスを明らかにするため,この回帰的操作にかかわる神経基盤のモデル化を試みた.ヒトと他の動物の言語能力を比較する際に,人工的な文法を用いた学習実験がよく用いられる.しかし,言語野の観察が可能なfMRIでは,線形構造と埋め込み構造を生成することに対する脳のリアルタイムな反応・処理を観察することができないため,それを仮想的に可能とするコンピュータシミュレーションが必要となる.既存のシミュレーションを用いた結果として,埋め込み構造の生成時は線形構造の生成時よりも回帰的操作の使用率が増加することがわかり,関連研究における人工文法処理時の脳活動などと合わせて,回帰的操作に必要な脳部位・脳回路を抽象化した新しいモデルを作ることができた.
    今後は目的と計画通り,このモデルを用いて物体操作における回帰的操作の認知一般への転移,言語ドメインでの進化について分析を行う.

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