ペトリネット脳モデル型制御システムの構成に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452256
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 平澤 宏太郎 九州大学, 工学部, 教授 (70253474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大林 正直 九州大学, 工学部, 助手 (60213849) ; 村田 純一 九州大学, 工学部, 助教授 (60190914)
• Keywords: ベトリネットワーク / 脳科学 / 制御システム / 学習 / 自己組織化 / ニューラルネットワーク / R. B. F. / フアジー

Research Abstract

大規模複雑システムの制御は、適切なタイミングに適切な判断・指令を行う必要があるという点で脳機能と同じである。この視点に立ち、脳科学の最新の知見を活用した、従来よりより人間の判断機能に近い能力を持つ制御技術の確立を目標に研究を推進した。脳は各種機能が分散配置された機能局在構成である。そこで、まずはじめに、脳の機能局在を手本とし、制御に不可欠な学習機能を導入した大規模複雑システムの制御のための基本モデルを開発した。このモデルは、機能局在構成に適したベトリネットワークに学習能力を付加したものでLPN(Learning Petri Network)と名付けた。特に、機能局在構成を実現するために、状況に応じて適切なネットワーク経路を探索する教師付および自己組織化アルゴリズムがLPNの特徴である。次に、LPNの応用に関し、非線形不連続関数のパターン認識、非線形不連続動的システムの同定および非線形クレーンシステムの制御についてのシミュレーション実験を行った。この結果、LPNでは、入力に応じてト-クンの伝播する経路が異なり、経路の選択制御(機能局在)が可能な事、又、これによって、強い非線形不連続関数の実現のためにはLPNの方がニュートラルネットワークより優れている事、さらには、非線形ダイナミックスの同定および制御では一般のニュートラルネットワークより2桁以上同定・制御特性が良くなる事を明らかにした。以上、古典制御理論あるいは現代制御理論で展開されてきた従来の制御技術とは異なる、脳の機能極在、学習に基づく新しい制御技術の基本部分を確立した。これにより、従来のプロセス制御のみならず、大規模複雑システムの計画・運用・制御を人間の判断機能に準じて、より高度に実現する事が出来るようになる。

Research Products

• [Publications] 平澤宏太郎: "脳の機能局在をペトリネットでモデル化する方式の提案" 電気学会論文誌C分冊. 115-C. 719-727 (1995)
• [Publications] Kotaro Hirasawa: "Learning Petri Network with Route Control" Proc. of the IEEE International Conference of Syustem, Man and Cybernetics. 3. 2706-2711 (1995)
• [Publications] 平澤,宏太郎: "ペトリネットに準拠した機能局在型学習ネットワーク" 計測自動制御学会論文集. 32. (1996)
• [Publications] 平澤,宏太郎: "一般化学習ネットワークの高次微分の計算理論" 電気学会論文誌 C分冊. 115-C. 1499-1506 (1995)
• [Publications] 平澤,宏太郎: "フオワードプロバゲーション一般化学習ネットワーク理論" 電気学会論文誌C分冊. 116-C. (1996)
• [Publications] 平澤,宏太郎: "一般化学習ネットワークの安定性理論" 電気学会論文誌C分冊. 116-C. (1996)
• [Publications] Kotaro Hirasawa: "Universal Learning Network and Computation of its Higher Order Derivatives" Proc. of the IEEE International Conference on Neural Networks. 3. 1273-1277 (1995)
• [Publications] Kotaro Hirasawa: "Stability Theory of Universal Learning Network" Memories of the Faculty of Engineering Kyushu University. 55. 453-466 (1995)
• [Publications] Kotaro Hirasawa: "Forward Propagation Universal Learning Network" Memories of the Faculty of Engineering Kyushu University. 55. 225-234 (1995)
• [Publications] Masaru Koga: "Chaos Control using Second Order Derivatives of Universal Learning Network" Proc. of the IEEE International Conference on Neural Networks. 3. 1287-1292 (1995)
• [Publications] Kotaro Hirasawa: "Universal Learning Network-based Fuzy Control" Proc. of the 10th Korea Automatic Control Conference. 79-82 (1995)
• [Publications] Masanao Obayashi: "Robust Control by Universal Learning Network" Proc. of the 10th Korea Automatic Control Conference. 123-126 (1995)