大規模カオスネットワークにみられる時空カオス現象の解明と制御に関する研究

• Project/Area Number: 15760267
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 西尾 芳文 徳島大学, 工学部, 助教授 (80253227)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: カオス / 非線形回路 / 時空カオス / 複雑系 / カオス同期 / 総合発振器 / インターミッテンシー / セルラニューラルネットワーク / 結合発振器 / クラスタリング

Research Abstract

本研究では、多数のカオス発生回路を結合したネットワークを設計し、回路実験・計算機シミュレーションを通して発生する時空カオス現象を分類し、その生成メカニズムを解明し、さらにその制御方法を確立することを目的としている。本年度は、特にカオス発生回路を結合する手法に着目し、結合方法によって発生する現象がどのように変化するかについての詳細な調査と、非線形ネットワークの一種である自己組織化マップのカオス的な振る舞いの調査を行った。主たる結果は以下の通りである。
1.相互インダクタで結合されたカオス回路に見られるカオスの擬似同期現象:
複数の簡単な自励振動カオス回路が相互インダクタによって結合する回路モデルを考え、発生する現象の調査を行った。計算機シミュレーションにより、各回路で発生するカオスが擬似同期する現象を確認し、その分岐の詳細を調査した。
2.伝送線路のクロストークで結合されたカオス回路に見られるカオスの擬似同期現象:
伝送線路を含む回路では、伝送の遅れ、減衰や反射、クロストークなどが発生する。本研究では、隣接した伝送線路間に発生するクロストーク現象が、カオス回路に与える影響について、特に同期現象の変化に着目し、解析を行った。
3.自己組織化マップのカオス的な振る舞いの調査:
自己組織化マップにカオスアトラクタを学習させることにより、カオスアトラクタの次元が推定できることを確認した。また、自己組織化マップの学習にカオス的なインパルスを入力することにより、効果的な学習ができる場合があることを確認した。

Research Products

• [Journal Article] Analysis of Reactance Oscillators Having Multi-Mode Oscillations (2006)
  • Author(s): Yoshihiro YAMAGAMI
  • Journal Title: IEICE Transactions on Fundamentals vol.E89-A, no.3 Pages: 764-771
• [Journal Article] Synchronization in Chaotic Circuits Coupled by Mutual Inductors (2006)
  • Author(s): Yuta KOMATSU
  • Journal Title: Proceedings of RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing Pages: 293-296
• [Journal Article] CHAOSOM; Collaboration between Chaos and Self-Organizing Map (2006)
  • Author(s): Haruna MATSUSHITA
  • Journal Title: Proceedings of RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing Pages: 305-308
• [Journal Article] Synchronization of Chaotic Circuits with Transmission Line (2006)
  • Author(s): Yuki NAKAAJI
  • Journal Title: Proceedings of RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing Pages: 353-356
• [Journal Article] Reversible Watermarking Technique Using Small-World Cellular Neural Network (2005)
  • Author(s): Kazuya TSURUTA
  • Journal Title: Proceedings of European Conference on Circuit Theory and Design vol.3 Pages: 157-160
• [Journal Article] Estimation of Embedding Dimension Using Self-Organizing Map (2005)
  • Author(s): Haruna MATSUSHITA
  • Journal Title: Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications Pages: 138-141
• [Journal Article] Phase-Inversion Waves in Oscillators Coupled by Two Kinds of Inductors as a Ladder (2004)
  • Author(s): Masayuki YAMAUCHI
  • Journal Title: IEICE Transactions on Fundamentals vol.E87-A no.9 Pages: 2233-2240
• [Journal Article] Search of Many Good Solutions of QAP by Connected Hopfield NNs with Intermittency Chaos Noise (2004)
  • Author(s): Yoko UWATE
  • Journal Title: RISP Journal of Signal Processing vol.8 no.6 Pages: 439-447
• [Journal Article] A Reduction Technique of Large-Scale RCG Interconnects in the Complex Frequency Domain (2004)
  • Author(s): Yoshihiro YAMAGAMI
  • Journal Title: International Journal of Circuit Theory and Applications vol.32 no.6 Pages: 471-486
• [Journal Article] Investigation of Phase-Wave Propagation Phenomena in Second Order CNN Arrays (2004)
  • Author(s): Zonghuang YANG
  • Journal Title: Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems vol.3 Pages: 49-52
• [Journal Article] Complex Behavior in a Ring of Chaotic Circuits Related with Intermittency (2004)
  • Author(s): Yoko UWATE
  • Journal Title: Proceedings of IEEE International Workshop on Cellular Neural Networks and their Applications Pages: 58-63
• [Journal Article] Complex Behavior in Coupled Chaotic Circuits Related with Intermittency (2004)
  • Author(s): Yoko UWATE
  • Journal Title: Proceedings of IEEE International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications Pages: 589-592
• [Publications] Masayuki YAMAUCHI: "Phase-Waves in a Ladder of Oscillators"IEICE Transactions on Fundamentals. E86-A, 4. 891-899 (2003)
• [Publications] Masayuki YAMAUCHI: "Analysis of Phase-Inversion Waves in Coupled Oscillators Synchronizing at In-and-Anti-Phase"IEICE Transactions on Fundamentals. E86-A, 7. 1799-1806 (2003)
• [Publications] Yoko UWATE: "Markov Chain Modeling of Intermittency Chaos and its Application to Hopfield NN"IEICE Transactions on Fundamentals. E87-A, 4. 774-779 (2004)
• [Publications] Zonghuang YANG: "Generation of Various Types of Spatio-Temporal Phenomena in Two-Layer Cellular Neural Networks"IEICE Transactions on Fundamentals. E87-A, 4. 864-871 (2004)
• [Publications] Yoko UWATE: "Performance of Chaos and Burst Noises Injected to the Hopfield NN for Quadratic Assignment Problems"IEICE Transactions on Fundamentals. E87-A, 4. 937-943 (2004)
• [Publications] Tomoya HAYASHI: "Response of Coupled Chaotic Circuits to Various Type Signals"Proceedings of RISP International Workshop on Nonlinear Circuits and Signal Processing. 273-276 (2004)