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コヒーレント型ニューラルネットワークの試作研究

研究課題

研究課題/領域番号 08555098
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 計測・制御工学
研究機関東京大学

研究代表者

廣瀬 明  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70199115)

研究分担者 柴田 克成  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10260522)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
13,900千円 (直接経費: 13,900千円)
1997年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
1996年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
キーワードニューラルネットワーク / 並列情報処理 / ニューロハードウエア / コヒーレンス / 光情報処理 / 複素ニューラルネットワーク / ニューロデバイス / 波動情報処理 / コヒーレント型ニューラルネットワーク / 汎化特性 / バックプロパゲーション学習 / 周波数領域並列化 / リカレントネットワーク / リアプノフ指数 / カオス
研究概要

現在、脳型情報処理システムの実現に関する研究が、世界中で活発化している。未だ、「脳型情報処理システム」の定義は存在しない。しかし、予測される将来の脳型システムは、少なくとも、フォン・ノイマン型の従来型情報処理装置とは相補的な関係になると考えられる。もう少し具体的に述べるならば、脳型情報処理に期待される最も大きな特徴は、高並列アーキテクチャによって実現される分散的かつ柔軟な情報処理動作にある。換言すれば、将来の究極的な脳型情報処理システムを実現するためには、チューリングマシンの原理によらない、ハードウエア的にも高並列動作が可能で柔軟な情報処理システムを開発することが不可欠である。
本研究は、波動場、特に光波や電磁波を用いることによりニューラルネットワークを実現し、そのような柔軟な高並列情報処理システムを構築することを最終的に目指した研究である。コヒーレント型ニューラルネットワークは、研究代表者が1992年に提案した複素ニューラルネットワークを発展させたものである。そして本研究は、光波(あるいは電磁波、電子波など)の振幅のみならず位相をも扱うニューラルネットワークの動的理論を構築し、また、ネットワークのプロトタイプを構成するのに必要なサブシステムをハードウエアとして実現することを目標としている。
本科学研究費補助金による2年間の研究によって、動的不安定性の発生機構の解明、不安定性を抑制する学習方式の提案と実証を行った。また、電磁波動と複素ニューラルネットワーク情報処理との連係を明かにするための、適応的な複素振幅情報処理型レーダシステムの構築も進め、基礎的な部分については実現が完了した。このように、基礎的かつ応用性の高い成果をあげることができ、上記の目的をほぼ達成することができたと考えている。今後、さらに本格的なコヒーレント型ニューラルネットワークの実現を目指して、本研究の延長にある理論的・実験的な次段階の研究を推進したいと考えている

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Proposal of frequency-domain multiplexing in optical neural networks" Neurocomputing. 10. 197-204 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networksthat have optical-frequency-controlled behavior and qeneralization abilly in the frequency domain" Applied Optics. 35,5. 836-843 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Observation of positive Lyapunovexponent induced by gain increase of neuron nonlinearity in complex-valued associative memries" Electron.Lett.32,8. 745-745 (1996)

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  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Behavior control of coherent-type neural networks by carrier-frequency modulation" IEEE Transactions on Neural Networks. 7,4. 1032-1034 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networksand the generalization characteristics" Optical Review. 3,6A. 418-422 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks" Int'l Topical Meeting on OpticalComputing(OC)'96. Proc.2. 6-7 (1996)

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  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Behavior stability and time-sequential signal variation of recurrent complex-valued neural networks" Int'l Conf.on Computational Intelligence and Neuroscience(ICCIN) '97. Proc.2. 134-137 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for mesoscopic analysis and synthesis of neural membrane functions" Int'l Conf.on Computational Intelligence and Neuroscience(ICCIN) '97. Proc.2. 42-45 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Experimental analysis of behavior stability in neuron gain domain in recurrent complex-valued neural networks" IEEE Int'l Conf.on Neural Networks(ICNN) '97. Proc.2. 657-662 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for investigating a basis of pulse-processing neural networks" Int'l Conf.on Artificial Neural Networks(ICANN) '97. Proc.85-90 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose S.Murakami: "Mesoscopic analysis and synthesis of membrane potential dynamics using two-dimonsional Hodgkin-Huxloy oquations" Int'l Conf.on Neural Infomation processing(ICONP) '97. Proc.22. 202-205 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Behavior stabilization of complex-valued recurrent neural networks usingrelative-minimization learning" Int'l Joint Conf.on Neural Networks(IJCNN) '98. (to be presented). (1998)

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  • [文献書誌] A.Hirose: "Soft Computing in Systems and Control" World Scientific PUBLISHING Co.(in press), (1998)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks and the generalization characteristics" Optical Review. 3,6A. 418-422 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Behavior control of coherent-type neural networks by carrierfrequency modulation" IEEE Trans.Neural Netw.7,4. 1032-1034 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Observation of positive Lyapunov exponent induced by gain increase of neuron nonlinearity in complex-valued associative memories" Electron.Lett.32,8. 745-746 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks that have optical-frequency-controlled behavior and generalization ability in the frequency domain" Applied Optics. 35,5. 836-843 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Proposal of frequency-domain multiplexing in optical neural networks" Neurocomputing. 10. 197-204 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Behavior stabilization of complex-valued recurrent neural networks using relative-minimization learning" IEEE Int'l Joint Conf.on Neural Networks (IJCNN)'98 to be presented (May 5-9,1998, Anchorage).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, S.Murakami: "Mesoscopic analysis and synthesis of membrane potential dynamics using two-dimensional Hodgkin-Huxley equations" Int'l Conf.on Neural Inform. Processing (ICONIP)'97 Proc.2,202-205 (Nov.24-28,1997, Dunedin).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for investigating a basis of pulse-processing neural networks" Int'l Conf.on Artifici.Neural Networks (ICANN)'97 Proc., 85-90 (Oct.7-10,1997, Lausanne).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Experimental analysis of behavior stability in neuron gain domain in recurrent complex-valued neural networks" IEEE Int'l Conf.on Neural Networks (ICNN)'97 Proc.2,657-662 (June 9-12,1997, Houston).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for mesoscopic analysis and synthesis of neural membrane functions" Int'l Conf.on Comput.Intelligence and Neuroscience (ICCIN)'97 Proc.2,42-45 (Mar.2-5,1997, Research Triangle Park).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Behavior stability and time-sequential signal variation of recurrent complex-valued neural networks" Int'l Conf.on Comput.Intelligence and Neuroscience (ICCIN)'97 Proc.2,134-137 (Mar.2-5,1997, Research Triangle Park).

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks" Int'l Top.Meeting on Optical Computing (OC)'96 (Postdeadline) Proc.2,6-7 (Apr.21-25,1996, Sendai).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose: Coherent neural networks and their applications to control and signal processing, in "Soft Computing in Systems and Control Technology". World Scientific Publishing Co. (in press),

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Proposal of frequency-domain multiplexing in optical neural networks" Neurocomputing. 10. 197-204 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherentcoptical neural networks that have optical-frequency-controlled behavior and generalization ability in the frequency domain" Applied Optics. 35,5. 836-843, (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Observation of positive Lyapunov exponent induced by gain increase of neuron nonlinearity in complex-valued associative memories" Electron.Lett.32,8. 745-746, (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Behavior control of coherent-type neural networks by carrier frequency modulation" IEEE Transactions on Neural Networks. 7,4. 1032-1034 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks and the generalization charcteristics" Optical Review. 3,6A. 418-422 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks" Int'l Topical Meeting on Optical Computing (OC) '96. Proc.2. 6-7 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Behavior stability and time-sequential signal variation of recurrent complex-valued neural networks" Int'l Conf.on Computational Intelligence and Neuroscience (ICCIN) '97. Proc.2. 134-137 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for mesoscopic analysis and synthesis of neural membrane functions" Int'l Conf.on Computational Intelligence and Neuroscience (ICCIN) '97. Proc.2. 42-45 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "experimentai analysis of behavior stability in neuron gain domain in recurrent complex-valued neural networks" IEEE Int'l Conf.on Neural Networks (ICNN) '97. Proc.22. 657-662 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for investigating a basis of pulse-processing neural networks" Int'l Conf.on Artificial Neural Networks (ICANN) '97. Proc. 85-90 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, S.Murakami: "Mesoscopic analysis and synthesis of membrane potential dynamics using two-dimensional Hodgkin-Huxley equations" Int'l Conf.on Neural Infomation Processing (ICONP) '97. Proc.22. 202-205 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose, H.Onishi: "Behavior stabilization of complex-valued recurrent neural networks using relative-minimization learning" Int'l Joint Conf.on Neural Networks (IJCNN) '98. (to be presented). A.Hirose (1998)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] World Scientific PUBLISHING Co. (in press): "1998" Soft Computing in Systems and Control,

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Proposal of frequency-domain multiplexing in optical neural networks" Neurocomputing. 10. 197-204 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks that have optical-frequency-contrlled behavior and・・・" Applied Optics. 35. 836-843 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Obervation of positive Lyapunov exponent induced by gain increase of neuron nonlinearity in・・・" Electron.Lett.32. 745-746 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Behavior control of coherent-type neural networks by carrier-frequency modulation" IEEE Trans.Neural Networks. 7. 1032-1034 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks and the generalization characteristics" Optical Review. 3. 418-422 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose R.Eckmiller: "Coherent optical neural networks" Int′l Conf.on Optical Computing ′96. 2. 6-7 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Behavior stability and time-dequential signal variation of recurrent complex-valued neural・・・" Int′l Cont.on Comput.Intelligence and Neuroscience ′97. (in press).

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose: "Two-dimensional Hodgkin-Huxley equations for mesoscopic analysis and synthesis of neural・・・" Int′l Cont.on Comput.Intelligence and Neuroscience ′97. (in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose H.Onishi: "Experimental analysis of behavior stability in neuron gain domain in recurrent complex-valued・・・" IEEE Int′l Conf.on Neural Networks ′97. (in press).

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田克成・岡部洋一: "相関情報抽出ネットと空間認識能力の教師なし学習" 日本神経回路学会論文誌. 3. 11-16 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田克成・岡部洋一: "時間軸スムージング学習による局所センサ信号の統合と空間情報の抽出学習" 日本神経回路学会論文誌. 3. 98-105 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田克成・岡部洋一: "強化学習による能動認識能力の学習(印刷中)" 日本神経回路学会論文誌. 3. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirose: "Coherent neural netorks and their applications to control and signal processing" World Scientific Publishing Company(in press),

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      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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