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自己組織化マップ連想メモリの高機能化とハードウェア化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 14780270
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

服部 元信  山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 助教授 (40293435)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords連想メモリ / 自己組織化マップ / 海馬 / 時系列 / 形態学的連想記憶 / 核パターン / 概念獲得 / 追加学習
Research Abstract

本研究では,連想に基づく高次情報処理システムの実現に向けて,より適切に脳の連想記憶機能を模倣する連想メモリを構築し,プログラミングが可能なハードウェアであるFPGAに実装することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.
1.海馬神経回路網のモデル化
生体の脳では海馬が記憶の獲得に重要な役割を果たしていると考えられている.本研究では,神経細胞に見られるスパイクタイミングによる学習則と海馬の解剖学的構造を考慮した連想メモリを構築し,本モデルが情報の出現頻度に応じて記憶を形成したり消去したりできること,並びに時空間情報を扱えることを明らかにした.
2.自己組織化マップ連想メモリのハードウェアモデルの検討
実装の対象としているFPGAはディジタル回路であるため,FPGAを用いて効率的に大規模な連想メモリを実装するためには,これまでソフトウェアモデルとして開発・改良を行ってきた自己組織化マップ連想メモリをハードウェア化に適したモデルとなるように修正する必要がある.具体的には,データの表現方法や回路規模が大きくなる乗算回路などについて,本モデルの基本的な特徴を損なわない範囲で簡単化を図る必要がある.また,連想メモリの中で情報の記憶に直接関係する重みの精度をどの程度にするべきか,複雑な演算を必要とする学習をハードウェア化に適した機構となるようにするためにはどのような修正を加えるべきかなどの検討を行った.こうした修正による影響を計算機シミュレーションによって確認した後,ハードウェアモデルのプロトタイプを構築した.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (2 results) Publications (9 results)

  • [Journal Article] 機能的分離海馬CA3モデルによる時空間記憶2005

    • Author(s)
      佐村俊和, 服部元信
    • Journal Title

      電子情報通信学会総合大会講演論文集

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Memory modification induced by pattern completion and STDP2004

    • Author(s)
      Samura, T., Hattori, M.
    • Journal Title

      Proceedings of 11^<th> International Conference on Neural Information Processing

      Pages: 37-43

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Hashiguchi, H., Hattori, M.: "Robust morphological associative memory using multiple kernel patterns"Proceedings of 13th International Conference on Artificial Neural Networks, and 10th International Conference on Neural Information Processing. 102-105 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 佐村俊和, 服部元信: "記憶の洗練機能を実現する海馬神経回路網モデル"電子情報通信学会技術研究報告. NC2003-2. 7-12 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 小林正樹, 服部元信, 山崎晴明: "多方向連想記憶の記憶容量"電子情報通信学会技術研究報告. NC2003-33. 67-72 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 服部元信, 福井睦, 伊藤洋: "形態学的連想記憶の高速な各パターン作成法"電気学会論文誌C. 123・10. 1830-1838 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Kobayashi, M., Hattori, M., Yamazaki, H.: "Multidirectional associative memory with a hidden layer"Systems and Computers in Japan. 33・6. 1-9 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Sakurai, N., Hattori, M., Ito, H: "SOM associative memory for temporal sequences"Proceedings of IEEE and INNS International Joint Conference on Neural Networks. 950-955 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Hattori, M., Fukui, A., Ito, H.: "A fast method of constructing kernel patterns for morphological associative memory"Proceedings of 9th International Conference on Neural Information Processing. 1058-1063 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 橋口博司, 服部元信: "形態学的連想記憶の耐雑音性の改善"電子情報通信学会総合大会講演論文集. D-2-14 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 萩原将文, 服部元信: "「学習とそのアルゴリズム」第2章:"ニューラルネットワークによる連想記憶とその学習法""森北出版. 18 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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