2017 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of various steady states and transient phenomena in digital maps: foundation for theory construction and engineering applications
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15K00350
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
斉藤 利通 法政大学, 理工学部, 教授 (30178496)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スパイキングニューロン / 進化計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デジタルマップの動作解析、デジタル回路による実装、工学的応用に関して研究を進め、以下のような成果を得た。これらの成果は学術雑誌や国際会議に公表した。
1. デジタルマップの呈する周期系列の局所安定性と大域安定性に関する簡素な特徴量を提案した。周期系列が動画像などの情報と対応する場合、局所安定性は誤り訂正能力に対応し、大域的安定性は、偽記憶抑制に関係する。この特徴量を用いて典型的な例題の呈する周期解とその安定性を解析した。
2. 所望の周期系列を出力するデジタルマップを合成する簡素なアルゴリズムを構成した。このアルゴリズムは、進化計算で用いられる群知能を参考としており、エリート選択や突然変異を用いている。評価関数は、安定性解析のための特徴量などを参考にしている。例題として、周期系列の局所安定性、自己相関、相互相関、等を評価関数とする問題を考察した。精密な数値解析を行い、適当な規模のデジタルマップでは、所望の特性を低い計算コストで実現できることを確認した。
3. デジタルマップを実現するハードウエアとして、シフトレジスタに基づくデジタルスパイキングニューロンを考察し、同ニューロンが様々な安定周期系列を呈することを明らかにした。また、同ニューロンのリング結合系を提案し、同系が呈する様々な周期系列の多相同期現象の安定性を解析した。基本的な回路を設計し、Verilogシミュレーションを行い、FPGAで回路を実装して現象を確認した。
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