Realization of Self-Organizing Brain Device and its Application to Autonomous Mobile Robot

2010 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20700207
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Sensitivity informatics/Soft computing
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: TAMUKOH Hakaru Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・工学研究院, 助教 (90432955)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Keywords: ニューラルネットワーク / 自己組織化マップ / FPGA / 脳型計算機

Research Abstract

In order to realize an artificial brain function of autonomous robots, we developed FPGA implementations of Self-Organizing Neural Networks, SOM of SOMs, Rough-Winner-Take-All Neural Networks and Adaptive Self-Organizing Maps. We proposed modified algorithms for this effective hardware implementation. The Adaptive Self-organizing Maps hardware was applied to a visual processing of autonomous robot, and achieved 10,000 times faster than a micro-processor implementation. Furthermore, we developed a dynamically reconfigurable platform for self-organizing neural networks based on hardware/software complex system to use the developed device conveniently.

Research Products

• [Journal Article] Rough-winner-take-all for Hardware Oriented Vector Quantization Alogrithm (2011)
  • Author(s): Hakaru Tamukoh, Keiichi Horio, Takeshi Yamakawa, Masatoshi Sekine
  • Journal Title: IEICE Electronics Express vol.8, no.11 Pages: 773-779
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Dynamically Reconfigurable Platform for Self-Organizing Neural Network Hardware (2010)
  • Author(s): Hakaru Tamukoh, Masatoshi Sekine
  • Journal Title: Lecture Note in Computer Science vol.6444 Pages: 439-446
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] インターネットブースター:ネットワーク配信可能なhw/sw複合体を用いたWEBアプリケーション (2010)
  • Author(s): 田向権, 黒木良介, 華井健太郎, 渡辺雅史, 松下宗一郎, 小林祐一, 関根優年
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 vol.J93-D, no.10 Pages: 2139-2147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Human Robot Interaction by a Model of the Emotional Learning in the Brain (2010)
  • Author(s): Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horo, Hakaru Tamukoh
  • Journal Title: Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems vol.4, no.2 Pages: 48-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高階自己組織化マップのハードウェア化-知識表現を自己組織化するハードウェアの開発- (2009)
  • Author(s): 金子宗司, 田向権, 徳永憲洋, 古川徹生
  • Journal Title: 知能と情報(日本知能情報ファジィ学会誌 vol,21, no.5 Pages: 870-883
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective and Adaptive Learning Based on Diversive/Specific Curiosity (2009)
  • Author(s): Naoki Shimo, Shaoning Pang, Keiichi Horio, Nikola Kasabov, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Satoshi Sonoh, Hirohisa Isogai, Takeshi Yamakawa
  • Journal Title: Brain-Inspired Information Technology Studies in Computational Intelligence vol.266 Pages: 171-175
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Emotional Behavior and Expression Based on a Neural Network Model of Amygdala (2009)
  • Author(s): Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horio, Hakaru Tamukoh, Takanori KogaNaoki Shimo, Takeshi Yamakawa
  • Journal Title: Brain-Inspired Information Technology.Studies in Computational IntelligenceX vol.266 Pages: 165-170
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] hw/sw複合による対象物追跡アプリケーションの実装 (2008)
  • Author(s): 佐藤季花, 工藤健慈, 田向権, 関根優年
  • Journal Title: 画像ラボ(商業誌,解説論文) vol.19, no.5 Pages: 25-32
• [Presentation] 自己組織化ニューラルネットワークのための動的再構成プラットフォーム (2011)
  • Author(s): 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS), SIS2010-55, pp.13-17
  • Place of Presentation: 東京都市大学
  • Year and Date: 2011-03-03
• [Presentation] 階層化された特徴の自己組織化マップによる実現法 (2010)
  • Author(s): 齋藤秀太, 有泉政博, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告ニューロコンピューティング研究会(NC), vol.110, no.355, NC2010-83, pp.97-102
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2010-12-19
• [Presentation] 木構造型SOMによる特徴学習機能を有する画像認識システム (2010)
  • Author(s): 有泉政博, 齋藤秀太, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告パターン認識\メディア理解研究会(PRMU),vol.110, no.330, PRMU2010-143, pp.97-102
  • Place of Presentation: 山口大学
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] ネットワーク化されたhw/sw複合体と仮想回路動画像コーデック (2010)
  • Author(s): 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS), vol.110, no.322, SIS2010-49, pp.83-88
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館
  • Year and Date: 2010-12-03
• [Presentation] Hardware Objectモデルに基づくネットワーク環境下におけるhw/sw複合体システムの設計例 (2010)
  • Author(s): 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, ロブリアジョナタン, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告ディペンダブルコンピューティング研究会(DC), vol.110, no.229, DC2010-18, pp.1-6
  • Place of Presentation: 東京,機械振興会館
  • Year and Date: 2010-10-14
• [Presentation] Internet Booster: A Networked hw/sw Complex System and Its Application to Hi-Performance WEB Application (2010)
  • Author(s): Hakaru Tamukoh, Kentaro Hanai, Ryosuke Kurogi, Souichirou Matsushita, Masatoshi Watanabe, Yuichi Kobayashi, Masatoshi Sekine
  • Organizer: Proc.of 7th International Forum on Multimedia and Image Processing
  • Place of Presentation: 神戸カンファレンスセンター
  • Year and Date: 2010-09-20
• [Presentation] ネットワーク経由での仮想回路の書き込みと動画像転送への適応 (2010)
  • Author(s): 華井健太郎, 黒木良介, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告,vol.109, no.398, pp.59-64
  • Place of Presentation: 福岡システムLSI研究センター
  • Year and Date: 2010-01-29
• [Presentation] hw/sw 複合体を用いた木構造型SOMハードウェア (2010)
  • Author(s): 齋藤秀太, 田向権, 小林祐一, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告, vol.109, no.396, pp.13-18
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2010-01-28
• [Presentation] ネットワーク配信可能なhw/sw複合体,動画像コーデック (2010)
  • Author(s): 黒木良介, 華井健太郎, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告, vol.109, No.395, pp.25-30
  • Place of Presentation: 慶応大学
  • Year and Date: 2010-01-26
• [Presentation] インターネットブースター-仮想回路を用いた新しいWEBアプリ- (2009)
  • Author(s): 関根優年, 黒木良介, 華井健太郎, 佐藤季花, 工藤健慈, 関根優年
  • Organizer: 第11回DSPS教育者会議予稿集,pp.83-84
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2009-09-10
• [Presentation] FPGAを用いた動画像符号化システム (2008)
  • Author(s): 黒木良介, 華井健太郎, 小瀧浩, 佐藤一輝, 佐藤季花, 工藤健慈, 松下宗一郎, 渡辺雅史, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.108, No.334, pp.103-108
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] FPGAを用いた動画像転送コア (2008)
  • Author(s): 華井健太郎, 黒木良介, 小瀧浩, 佐藤一輝, 佐藤季花, 工藤健慈, 松下宗一郎, 渡辺雅史, 田向権, 関根優年
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.108, No.334, pp.97-102
  • Place of Presentation: 関西大学
  • Year and Date: 2008-12-05
• [Presentation] An implementation of intrinsic emotions on an autonomous robot with theemotional expression model of amygdala (2008)
  • Author(s): Satoshi Sonoh, Keiichi Horo, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Naoki Shimo, Takeshi Yamakawa
  • Organizer: Proc.of Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008), pp.1894-1899
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-21
• [Presentation] Diversive and Specific Curiosities for Effective Learning (2008)
  • Author(s): Keiichi Horio, Naoki Shimo, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Satoshi Sonoh, Takeshi Yamakawa
  • Organizer: Proc.of Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008), pp.1912-1915
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-21