| Project/Area Number |
22KK0159
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
末谷 大道 大分大学, 理工学部, 教授 (40507167)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松木 俊貴 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 助教 (00915928)
高見 利也 大分大学, 理工学部, 教授 (10270472)
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| Project Period (FY) |
2022-10-07 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥20,020,000 (Direct Cost: ¥15,400,000、Indirect Cost: ¥4,620,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | ランダム神経回路網 / カオス / リザバーコンピューティング / 一般化同期 / 神経臨界性 / 非自励力学系 / 循環器ダイナミクス / リザバー・コンピューティング / 時系列予測 / ニューラルネットワーク / 実時間予測 |
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| Outline of Research at the Start |
ニューラルネットワークなどの学習システムは、外部入力により駆動されつつ自らも自律的なダイナミクスを持つ非自励力学系としての側面を持っています。本研究課題では、非自励力学系が示す固有の非線形現象の一つである一般化同期に着目し、優れた学習システムが持つ非線形ダイナミクスとしての特徴を明らかにすることを目指します。そして、理論的な研究で得られた結果を基に、Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organizationと共同で効率的で高速なリザバーコンピューティングシステムを構築し、複雑な循環器系ダイナミクスを実時間で予測する問題に挑戦します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度10月より、相手先の研究機関であるMax Planck Institute for Dynamics and Self-Organizationに研究代表者が長期滞在しUlrich Parlitz氏らと国際共同研究を行なっている。まず、リザバー計算の計算資源として広く用いられるランダム神経回路について、有限サイズにおけるカオスの発生に関する結果を東京での国際会議（StatPhys）でポスター発表を行なった。また、リザバー計算による脳波個人認証に関して研究を行い、Toulouseで開かれた国際会議（OTTOCHAOS）、Gdansk工科大学における招待講演およびGoettingenで開催された研究会（Workshop Biosignals）の各々で口頭発表を行なった。また、線形安定でありながら不規則な振る舞いを示す安定カオスを利用した長期記憶への応用について、Naplesで開かれた国際会議（Dynamics Days Europe）およびドイツ物理学会年会（Berlin）において口頭発表を行なった。
そして、Parlitz氏との主要な共同研究であるリザバー計算の情報処理能力と一般化同期との関係について時系列予測の問題を通じて具体的な研究を進めBerlinでのドイツ物理学会年会においてポスター発表、日本物理学会春季大会においてオンライン口頭発表を行なった。また、日本物理学会で群れモデルの一つであるBoidsについて、外場入力への応答特性とリザバー計算への応用について口頭発表を行なった。
さらに、Parlitz氏およびGdansk工科大学のGrzegorz Graff氏、Gdansk医科大学のBeata Graff氏らと呼吸時系列解析に関する共同研究を開始した。
上記の研究のうち、ランダム神経回路におけるカオスの発生についてはほぼ論文が完成し、来年度の早期に投稿予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Parlitz氏との共同研究は順調に進んでいる。これまで進めてきた研究の幾つかは成果が蓄積し論文としてまとめられる段階にきている。さらに、滞在中にGdanskのグループと新たな国際共同研究を開始するなど広がりを見せているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Parlitz氏とのメインの共同研究（リザバー計算における情報処理能力と一般化同期との関係）について本格的に進め来年度開催予定の国際会議（Dynamics Days Europe）までに研究結果を蓄積し、ドイツ滞在の成果とする。本年度3月にも訪問した研究分担者（松木）が来年度も再度訪問し、強化学習による心臓スパイラル波の制御などマックスプランク研究所との共同研究を加速させる。研究分担者（高見）が中心となって進めている群れ運動を利用したリザバーコンピューティングの研究について、粉体流の主要な国際会議であるTraffic and Granular Flowでの発表を目指す。
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