1998 Fiscal Year Annual Research Report

パルス間隔に情報を埋め込んだパルス伝搬ネットワークの構成的研究

Research Project

Project/Area Number	09650081
Research Institution	Tokyo Denki University
Principal Investigator	堀尾喜彦東京電機大学, 工学部, 助教授 (60199544)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	狩野修男東京電機大学, 工学部, 助手 (30287445)
Keywords	脳のモデル / ニューラルネットワーク / 実数演算 / アナログVLSI / 非線形システム / 力学系 / ニューロンモデル / ダイナミカルセルアセンブリ
Research Abstract	近年、脳の生理学的研究および数理的な理論研究により、脳特に大脳皮質中のニューロンは、多数の池のニューロンからの活動電位の詳細な時間情報を利用して高度な情報処理を実現しているのではないかとの仮説が脚光を浴びている。すなわち、情報はパルスとパルスとの時間間隔に埋め込まれており、さらに多数のニューロンからパルスの到着のタイミングがじゅうようである。このようなニューラルネットワークモデルにおいては、ニューロンの内剖状態の連続性と、パルス伝搬遅延の連続性が重要になる。すなわち、値も時間も連続な系として実現されていなければならない。このような、連続値・連続時間系では、実数を直接扱うことができるため、従来の有理数しか扱えないディジタル計算機に比べ、格段に高度な計算が実現できる。本研究では、連続な時間も値も扱うことが可能なアナログ電子回路で、パルス間隔に情報を埋め込んだ新しいニューロンモデルを構築し、これを用いて脳がおこなっている情報処理様式に迫ることが目的である。そのために、非同期的なパルスを扱うことができるパルスニューラノルネットワークモデルを、アナログCMOS半導体技術を用いて集積回路化した。回路化したニューロンは、入力される多数の重み付けされたパルスの入力の時空間的な構造に敏感に反応し殖火する。また、パルス入力の時間履歴によりその発火のタイミングや内部状態の大きさを連続的に変化させる。また、多数のニューロン間をつなぐシナプスおよび軸索回路は、アナログ的な伝搬遅延を持ち、さらに結合重みも可変である。これらの回路より構成したニューラルネットワークは、パルスの時空間構造により情報をコードし、ダイナミックにニューロングループが構成されるダイナミカルセルアセンブリの自己組織化が可能である。本研究により、脳がおこなっている情報処理様式を探るための一つの道具としての、連続時間連続値による計算がハードウェアで実現された。

Research Products

(13 results)

All Other

All Publications (13 results)

[Publications] M.Hanagata,Y.Horio and K.Aihara: "Asynchronous pulse neural network model for VLSI implementation" Trans.on Fundamentals,IEICE. E81A,9. 1853-1859 (1998)
[Publications] Y.Horio: "Switched-capacitor multi-internal-state chaotic neuron circuit with unipolar and bipolar output functions" Report of the Research Institute for technology,Tokyo Denki University. 9,1. 1-2.1-1-2.11 (1999)
[Publications] 当麻喜弘,三谷政昭,斉藤剛,稲葉博,堀尾喜彦,簑原隆: "ニューロ素子の高機能化とニューラルネットワークの高次処理に関する研究" 東京電機大学総合研究所年報. 17. 147-156 (1998)
[Publications] 花形満,堀尾喜彦,合原一幸: "VLSI化を目的とした非同期パルスニューラルネットワークモデル" 電子情報通信学会技術報告. NLP97,530. 29-35 (1998)
[Publications] Y.Horio,K.Yasuda,M.hanagata and K.Aihara: "An asynchronous pulse neural network model and its analog IC implementation" Proc.Int.Conf.on Electronics,Circuits and Systems. 3. 301-304 (1998)
[Publications] Y.Horio,M.Hanagata and K.Yasuda: "An asynchronous pulse neural network model and its analog circuit implementation" Proc.Int.Symp.on Artificial Life and Robotics. 2. 336-341 (1998)
[Publications] 渡来賢一,堀尾喜彦: "連続時間遅延を持つ軸索回路の一構成法" 電子情報通信学会全国大会論文集. 1. 22 (1998)
[Publications] 安田和秀,花形満,堀尾喜彦: "非同期パルスニューロンモデルの集積回路化" 電子情報通信学会全国大会論文集. 1. 65 (1998)
[Publications] K.Yasuda,M.Hanagata R.Kasahara and Y.Horio: "Analog circuit implementation of asynchronous pulse neural network model" Proc.Int.Symp.on Nonlinear Theory and Its Applications. 2. 853-856 (1997)
[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "A modified asynchronous pulse neural network model for VLSI implementation" Proc.Int.Symp.on Nonlinear Theory and Its Applications. 2. 849-852 (1997)
[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "An asynchronous pulse neural network model with finite pulse width for VLSI implementation" Proc.Int.Conf.on Neural Information Processing and Intelligent Information Systems. 1. 26-29 (1997)
[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "A modified asynchronous chaos neural network model for VLSI implementation" Proc.Int.Symp.on Circuits and Systems. 1. 657-661 (1997)
[Publications] 堀尾喜彦: "カオスニューロコンピュータ" Computer Today. 14,5. 14-21 (1997)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

パルス間隔に情報を埋め込んだパルス伝搬ネットワークの構成的研究

Principal Investigator

堀尾 喜彦 東京電機大学, 工学部, 助教授 (60199544)

Research Products

[Publications] M.Hanagata,Y.Horio and K.Aihara: "Asynchronous pulse neural network model for VLSI implementation" Trans.on Fundamentals,IEICE. E81A,9. 1853-1859 (1998)

[Publications] Y.Horio: "Switched-capacitor multi-internal-state chaotic neuron circuit with unipolar and bipolar output functions" Report of the Research Institute for technology,Tokyo Denki University. 9,1. 1-2.1-1-2.11 (1999)

[Publications] 当麻喜弘,三谷政昭,斉藤剛,稲葉博,堀尾喜彦,簑原隆: "ニューロ素子の高機能化とニューラルネットワークの高次処理に関する研究" 東京電機大学総合研究所年報. 17. 147-156 (1998)

[Publications] 花形満,堀尾喜彦,合原一幸: "VLSI化を目的とした非同期パルスニューラルネットワークモデル" 電子情報通信学会技術報告. NLP97,530. 29-35 (1998)

[Publications] Y.Horio,K.Yasuda,M.hanagata and K.Aihara: "An asynchronous pulse neural network model and its analog IC implementation" Proc.Int.Conf.on Electronics,Circuits and Systems. 3. 301-304 (1998)

[Publications] Y.Horio,M.Hanagata and K.Yasuda: "An asynchronous pulse neural network model and its analog circuit implementation" Proc.Int.Symp.on Artificial Life and Robotics. 2. 336-341 (1998)

[Publications] 渡来賢一,堀尾喜彦: "連続時間遅延を持つ軸索回路の一構成法" 電子情報通信学会全国大会論文集. 1. 22 (1998)

[Publications] 安田和秀,花形満,堀尾喜彦: "非同期パルスニューロンモデルの集積回路化" 電子情報通信学会全国大会論文集. 1. 65 (1998)

[Publications] K.Yasuda,M.Hanagata R.Kasahara and Y.Horio: "Analog circuit implementation of asynchronous pulse neural network model" Proc.Int.Symp.on Nonlinear Theory and Its Applications. 2. 853-856 (1997)

[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "A modified asynchronous pulse neural network model for VLSI implementation" Proc.Int.Symp.on Nonlinear Theory and Its Applications. 2. 849-852 (1997)

[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "An asynchronous pulse neural network model with finite pulse width for VLSI implementation" Proc.Int.Conf.on Neural Information Processing and Intelligent Information Systems. 1. 26-29 (1997)

[Publications] M.Hanagata and Y.Horio: "A modified asynchronous chaos neural network model for VLSI implementation" Proc.Int.Symp.on Circuits and Systems. 1. 657-661 (1997)

[Publications] 堀尾 喜彦: "カオスニューロコンピュータ" Computer Today. 14,5. 14-21 (1997)

堀尾喜彦東京電機大学, 工学部, 助教授 (60199544)

[Publications] 堀尾喜彦: "カオスニューロコンピュータ" Computer Today. 14,5. 14-21 (1997)