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生体情報処理における深層計算と表層計算に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17650001
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fundamental theory of informatics
Research InstitutionIshinomaki Senshu University (2006-2007)
Tohoku University (2005)

Principal Investigator

丸岡 章  Ishinomaki Senshu University, 理工学部, 教授 (50005427)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿曽 弘具  東北大学, 工学研究科, 教授 (10005522)
瀧本 英二  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (50236395)
天野 一幸  群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30282031)
Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsオンラインアルゴリズム / 統合戦略 / オンラインアロケーション / 順序付きダイアグラム / kトニック2進系列 / オークション / 論理関数 / 単調回路量 / ソート / 2次論理関数 / 論理回路 / ニューラルネットワーク / 線形計画問題 / 決定二分グラフ / 単調論理関数 / しきい値回路 / 表層計算 / 深層計算
Research Abstract

様々なネットワークにおける計算のモデルを、深層計算、表層計算、あるいは階層化されたモデルと捉えることにより、その振る舞いに関していくつかの知見を得た。
脳の神経細胞からなるネットワークは、しきい値素子ネットワークでモデル化される。脳のネットワークでスパイクを伝搬させるためにはエネルギーを消費することから、しきい値素子ネットワークのエネルギー計算量を、計算中のネットワークに現れる"1"の個数として定義することができる。このような視点から、しきい値素子ネットワークにおいて、小さいエネルギー計算量で計算できるブール関数を特性化できるかということが問題となる。このような視点から、しきい値素子ネットワークにおけるエネルギー計算量、回路サイズ、および回路深さの間のトレードオフを導いた。そして、この結果より、定数深さで、小さいエネルギー計算量のしきい値素子ネットワークにおけるサイズに対して、指数関数の下界を導いた。
さらに、売り手が、次々と訪れる買い手に対して品物を売ることを繰り返すオンラインオークション?デルにおいて、あらかじめ決められた価格のセットを前提とした場合、最大の利益をあげる売り手に匹敵する利益をあげる戦略は既に知られている。この戦略にVovkの統合戦略を適応して、新しいオークション戦略を導出し、価格レべルが独立ではない場合にも適応可能な新しいオークション戦略を導き、このように一般化しても既存の戦略に匹敵する利益をあげることができることを導いた。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Better Upper Bounds on the QOBDD Size of Integer Multiplication2007

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano and Akira Maruoka
    • Journal Title

      Discrete Applied Mathematcis, 155(10)

      Pages: 1224-1232

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Approximation Method of the Quadratic Discriminant Function and Its Application to Estimation of High-Dimensional Distribution2007

    • Author(s)
      Shinichiro Omachi, Masako Omachi, Hirotomo Aso
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems E90-D(印刷中)

    • NAID

      110007538640

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Better Upper Bounds on the QOBDD Size of Integer Mutliplication2007

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Disc. Appl. Math 155

      Pages: 1224-1232

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Online Allocation with Risk Information2006

    • Author(s)
      Shigeaki Harada, Eiji Takimoto, Akira Maruoka
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems E89-D(8)

      Pages: 2340-2347

    • NAID

      10015530754

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Aggregating Strategy for Online Auctions2006

    • Author(s)
      Shigeaki Harada, Eiji Takimoto, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science 4112

      Pages: 33-41

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Monotone Circuit Complexity of Quadratic Boolean Functions2006

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Algorithmica 46(1)

      Pages: 3-14

    • NAID

      110003206393

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Negation-Limited Circuit Complexity of Sorting and Inverting K-tonic Sequences2006

    • Author(s)
      Takayuki Sato, Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science 4112

      Pages: 104-115

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Superpolynomial Lower Bound for a Circuit Computing the Clique Function with At Most (1/6) log log n Negation Gates2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      SIAM Journal on Computing 35(1)

      Pages: 3-12

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] On the Complexity of Depth-2 Circuits with Threshold Gates2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science (Proc.of 30th MFCS) 3618

      Pages: 107-118

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Tighter Bounds on the OBDD Size of Integer Multiplication2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Proc.of 4th Japanese-Hungarian Symp.on Disc.Math.and its Applications

      Pages: 9-15

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Monotone Boolean Functions with s Zeros Farthest from Threshold Functions2005

    • Author(s)
      Kazuyuki Amano, Jun Tarui
    • Journal Title

      Discrete Math.and Theoretical Computer Science, AE (Proc.EuroComb'05)

      Pages: 11-16

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Random Projection and Its Application to Learning2005

    • Author(s)
      Tatsuya Watanabe, Eiji Takimoto, Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      Proc.2005 Workshop on Randomness and Computation

      Pages: 3-4

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] マージンを保存するランダム性を限定したプロジェクションとブール空間への埋め込み2005

    • Author(s)
      Tatsuya Watanabe, Eiji Takimoto, Kazuyuki Amano, Akira Maruoka
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告(コンピュテーション) COMP39

      Pages: 21-28

    • NAID

      110003499882

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Presentation] An exponential lower bound on the size of constant-depth threshold circuits with small energy complexity2007

    • Author(s)
      Kei Uchizawa
    • Organizer
      22nd Annual IEEE Conference on Comput ational Complexity
    • Place of Presentation
      San Diego, California, USA
    • Year and Date
      2007-06-13
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 計算理論とオートマトン言語理論2005

    • Author(s)
      丸岡 章
    • Total Pages
      278
    • Publisher
      サイエンス社
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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