計算認知科学

Emerging Mathematical Approaches in Cognitive Science 

Purpose and Overview:

In cognitive science and psychology, numerous mathematical models have been proposed and tested to explain and predict human mental processes. These models are constrained, both implicitly and explicitly, by mathematics as a language in which they are formulated and by the conceptual foundations underlying this mathematics. This workshop will focus on research that applies relatively new mathematics for cognitive science in cognitive modeling. In particular, we plan to discuss models employing quantum probability theory, category theory, and projective geometry. For example, cognitive modeling using the relatively new mathematics of quantum probability theory has the potential to describe cognitive indeterminacy—which has not yet been sufficiently understood scientifically—and to clarify its effects. The use of different mathematical frameworks is expected to bring about conceptual and philosophical shifts in how cognition is understood. We aim to foster discussion among researchers with diverse backgrounds. In addition to invited talks, we plan to open a call for contributed presentations. The workshop will be held in a hybrid format, with an in-person meeting at Queensland University of Technology and online participation via Zoom.

Dates:

October 29 (Wednesday)– October 30 (Thursday), 2025

Venue:

Gardens Point Campus, Queensland University of Technology (Brisbane) & online (Zoom)

Organizers:

Miho Fuyama (Ritsumeikan University)

Peter Bruza (Queensland University of Technology)

Host and Co-Host:

Host: Computational Cognitive Science (SIG-CCS), Japanese Cognitive Science Society

Co-Host: Queensland University of Technology (QUT)

Sponsors:

JST, CREST Grant Number JPMJCR23P4: Transitions and Effects of Quantum Cognitive States: The Worth and Control of Indeterminacy

Invited Speakers:

Dorje C Brody (University of Surrey)

Haruki Emori (Hokkaido University)

Kazunori Kondo (Osaka University)

Miho Fuyama (Ritsumeikan University)

Pamela Hoyte (Queensland University of Technology)

Peter Bruza (Queensland University of Technology)

Polina Khrennikova (University of Twente)

Sean Tull（Quantinuum) 

Shohei Hidaka (Japan Advanced Institute of Science and Technology)

Steven Phillips (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)

Program (Brisbane Time /with UK Time for Dorje/Sean, JST for Japan-based speakers)

October 29 (Wednesday) : Room GP-S637

• 14:00 – 14:05 Opening: Peter Bruza (QUT)

• 14:05 – 14:50 Steven Phillips (AIST) An introduction to sheaf theory for mathematical models of cognition

• 14:50 – 15:35 Peter Bruza (QUT)  Thoughts about a mathematics of non-dual awareness

• 15:35 – 15:55 Break

• 15:55 – 16:40 Shohei Hidaka (JAIST) Toward Algebra of Markov Languages: A Geometric Perspective of Natural Languages

• 16:40 – 17:00 Break

• 17:00 – 17:45 Dorje C Brody (University of Surrey, GMT 07:00–7:45, Oct 29) Confirmation bias as a manifestation of active quantum inference?

• 17:45 – 18:30 Polina Khrennikova (University of Twente CET 08:45–9:30, Oct 29) Contextual Investment Behavior: Exploring the Quantum-Like Foundations of Market Dynamics

• Dinner

October 30 (Thursday) : Room GP- B427

• 8:00 – 8:45 Sean Tull (Quantinuum, GMT 22:00–22:45, Oct 29) Quantum-like Cognition in Process Theories

• 8:45 – 9:30 Miho Fuyama (Ritsumeikan University) Quantum Purification in Text Comprehension

• 9:30 – 9:45 Break

• 9:45 – 10:30 Pamela Hoyte (QUT) Linking Modelling and Experience in a Quantum-like Cognitive View of Trust and AI

• 10:30 – 11:15　Kazunori Kondo (Osaka University, Japan 9:30–10:15) An Immanent Ontology Based on Orthomodular Lattices : Contextuality and Non-Commutativity

• 11:15 – 11:30 Break

• 11:30 – 12:15　Haruki Emori (Hokkaido University, Japan 10:30–11:15) Insight as Measurement: Emergence of Conscious Awareness and Language From Algebraic Path Interference

• 12:15 – 12:40　Tianjian (Mike) Jiao (Monash University), Naotsugu Tsuchiya, Emmanuel Pothos, James Yearsley. Can the quantum approach apply to simple perceptual judgement?

• 12:40 – 13:05  Johan van der Meer (QUT), Peter Bruza, Pamela Hoyte, Luisa Roeder. Modelling the quantum-like dynamics of human reliability ratings in Human-AI interactions by interaction dependent Hamiltonians.

• 13:05 – 13:10  Closing: Miho Fuyama (Ritsumeikan University)

認知科学会大会 OS3-3 ポスト学習時代の認知科学

概要：学習は、心理学、神経科学、認知科学の基礎的な研究対象の一つであった。しかし、昨今の機械学習の技術的な発展や社会での応用に見て取れるように、すでに学術的な基礎研究の手を離れ、産業界での研究開発のフェーズへと移りつつある。学習に関する基礎研究の必要性はこれからもなくならないと考えられる。しかし、基礎研究の軸足は、学習だけでは説明が困難な認知過程へと移ると予想される。本企画では、そのような過渡期にあたる現在を「ポスト学習時代」と呼び、学習のみではまだ実現や説明ができない“次に解明すべき認知過程”に向けた方向性を模索すべき状況だと捉える。そのような認知過程に関連するキーワードとして、理解、洞察、創造性、多義性、発達、推論、意図、意識、統合性、全体性など（これらに限定しない）が挙げられるだろう。
　本企画では、“学習の次”に研究すべきと考えられる認知過程に焦点を当て、次世代の認知科学研究の方向性を議論する。この企画は学習を排除するのではなく、「学習だけでは説明できない側面を持つ認知過程」に焦点を当てる。学習をある種の最適化による関数近似として捉えるならば、そうした関数近似や最適化では説明できない認知現象が、“学習の次”になり得るだろう。

日時：2025年9月14日（日）15:20～17:20
場所：早稲田大学14号館4階402
オーガナイザー：日髙昇平（北陸先端科学技術大学院大学），大関洋平（東京大学），高橋康介（立命館大学），鳥居拓馬（東京電機大学），中分遥（北陸先端科学技術大学院大学），本田秀仁（追手門大学），武藤拓之（大阪公立大学），森田純哉（静岡大学）

OS3-3-1 日髙 昇平 (北陸先端科学技術大学院) 深い不良設定問題としての理解の認知計算過程
OS3-3-2 大関 洋平 (東京大学) 認知モデリングと自然言語処理
OS3-3-2 塚村 祐希 (東京大学) 報酬に基づく学習における構造の寄与
OS3-3-4 森田 純哉 (静岡大学) ポスト学習時代の自己他者理解：認知モデルによるメタ認知的自律性の設計
OS3-3-5 鳥居 拓馬 (東京電機大学) 構造発見に基づく知識・学習の転移可能性

第一回研究分科会

日時：2025年3月16～17日
場所：JAIST金沢駅前オフィス  https://www.jaist.ac.jp/top/kanazawaoffice/
参加形態：ハイブリッド（対面・オンライン）
内容：初日は主査の分科会の趣旨説明と分科会の紹介を兼ねて主査・幹事の研究発表，そして懇親会を予定しています。2日目は公募した研究発表を予定しています。
研究会参加費：無料
懇親会参加費：申し込みフォームに記載あり

発表募集

計算論的認知科学に関する研究発表および研究分科会への参加を広く募集いたします。

会場の収容人数・利用時間のため、対面参加や発表のご希望に添えない場合があることもご留意ください。

発表をご希望の方は【2月17日 12:00までに】タイトルと要旨（500文字～1000文字程度），発表形態（口頭・ポスター）とともにオンラインフォームよりお申し込みください。対面での発表に限ります。

参加をご希望の方は【2月28日までに】オンラインフォームよりお申込みください。

プログラム（暫定）

3/16 @JAIST金沢駅前オフィス
セッション1 主催者講演 (座長: 日髙昇平)
13:00-13:30 日髙昇平 (JAIST)：深い不良設定問題としての理解の認知計算過程 (研究会設立趣旨等)
13:30-14:00 武藤拓之 (大阪公立大学)：心的回転課題の反応時間分布を統一的に数理モデル化する試み

セッション2 主催者講演 (座長: 鳥居拓馬)
14:10-14:40 大関洋平 (東京大学)：認知モデリングと自然言語処理
14:40-15:10 中分遥 (JAIST)：技術進化の計算機シミュレーションと行動実験
15:10-15:40 森田純哉 (静岡大学)：自己他者理解のための認知モデリング

セッション3 実証的研究 (座長: 布山美慕)
15:50-16:10 小倉有紀子 (北海道大学): コインを投げてやめ時を決める: 採餌意思決定の認知モデリング
16:10-16:30 西川純平・佐々木康佑・森田純哉 (静岡大学): 言語と身体を統合する認知モデルベースロボットの特別支援教育に対する位置付け
16:30-16:50 （発表取消）

セッション4 確率・統計モデル (座長: 武藤拓之)
17:00-17:20 田岡大樹 (京都大学): ヒトの賭け行動の計算論モデリング：シミュレーションと行動実験を通じた妥当性の検証
17:20-17:40 清水裕士 (関西学院大学): 確率論理学の語用論的公理系構築の試み
17:40-18:00 塚村祐希 (東京大学): 学習に基づく構造発見の計算枠組みの展望

18:30- 懇親会

3/17 @JAIST金沢駅前オフィス
セッション5 主催者講演
09:00-09:30 布山美慕 (立命館大学)：文学・絵画鑑賞における不定性を伴う認知：非可換確率論を用いた認知モデルの可能性

セッション6 社会的認知 (座長: 高橋康介)
09:40-10:00 大須賀友・飯田愛結・大澤正彦 (日本大学): 大規模言語モデルとの統合によってエージェントの心的状態を自然に表出する認知モデルの構想
10:00-10:20 上岡丈晃・鮫島和行 (玉川大学): 記号コミュニケーションにおける言外的意味の合意の行動メカニズム
10:20-10:40 寺田和憲 (岐阜大学): 協力行動の基盤となる感情シグナルを用いた社会的計算認知モデル

セッション7 学習・問題解決 (座長: 鮫島和行)
10:50-11:10 長島一真・森田純哉 (静岡大学): 好奇心のモデルにおける各水準のモデルの接続
11:10-11:30 山田泰司・鮫島和行 (玉川大学): 報酬の変動性が学習戦略の変化に与える影響
11:30-11:50 山口 琢 (フリーランス)・大場みち子 (京都橘大学): 人の問題解決プロセスの分析手法をコンピューターに適用する試み

12:00 解散