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パルス形カオスニューロンモデルによる非同期ハードウェアニューラルネットワーク

研究課題

研究課題/領域番号 14550334
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関日本大学

研究代表者

関根 好文  日本大学, 理工学部, 教授 (90059965)

研究分担者 佐伯 勝敏  日本大学, 理工学部, 講師 (60256807)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードパルス形 / カオス / ニューロンモデル / ニューラルネットワーク / 非同期 / 樹状突起モデル / シナプスモデル / アナログ回路 / 能動性 / 環状
研究概要

本研究は,脳の神経回路網の情報処理原理,特に,記憶・学習などについての解明を目的としており,電子回路によってハードウェアカオスニューラルネットワークを構築し,脳の情報処理解明へ向けアプローチするものである。今回,以下のテーマについて検討を行った。1.細胞体,軸索モデルの開発,2.シナプス,樹状突起モデルの開発,3.ニューラルネットワーク
その結果,
1(1)パルス形ハードウェアニューロンモデルをもとに,軸索モデルを提案した(図書1番目)。
(2)聴覚系で見られる発火現象を再現できる汎用形ニューロンモデルを提案した(雑誌論文2番目)。
(3)パルス形ハードウェアニューロンモデルのIC化を,VDECを通して行い,実用範囲内のばらつきで動作することを確認した。
2(1)能動的樹状突起モデルをハードウェアにて提案し(雑誌論文4番目),その非線形特性を明らかにした(雑誌論文5番目)。
(2)可塑シナプスのためのΛ字形負性抵抗素子を用いた多値メモリセルを提案した(雑誌論文6番目)。
3(1)聴覚の基底膜をモデル化し,ネオコグニトロン形のニューラルネットワークを構成し,特徴抽出可能であることを明らかにした(雑誌論文1番目)。
(2)ニューラルネットワークに適したモデルとして数理モデルの検討を行い,バーストやカオス発火現象が得られる新たな数理モデルを提案した(雑誌論文3番目)。
(3)我々が提案するパルス形カオスニューロンモデルを用いて環状ニューラルネットワークを構成し,短期記憶回路に用いる時系列パターン識別モデルへ応用可能であることを明らかにした(雑誌論文7番目)。
(4)興奮抑制ニューロン対回路を,相互興奮結合と相互抑制結合させ,同期パターンについて検討を行い,国際会議等で発表した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 図書 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Short-term memory circuit using hardware ring neural networks2005

    • 著者名/発表者名
      Naoya Sasano
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics vol.9, no.2

      ページ: 81-85

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Short-term memory circuit using hardware ring neural networks2005

    • 著者名/発表者名
      Naoya Sasano, Katsutoshi Saeki, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics vol.9, no.2

      ページ: 81-85

    • NAID

      110003232473

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Short-term memory circuit using hardware ring neural networks2005

    • 著者名/発表者名
      Naoya Sasano
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics vol.9, No.2(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CMOS Implementation of a Multiple-Valued Memory Cell Using Λ-Shaped Negative-Resistance Devices2004

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki
    • 雑誌名

      MICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E87-A, no.4

      ページ: 801-806

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CMOS Implementation of a Multiple-Valued Memory Cell Using Λ-Shaped Negative-Resistance Devices2004

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki, Heisuke Nakashima, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E87-A, no.4

      ページ: 801-806

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CMOS Implementation of a Multiple-Valued Memory Cell Using Λ-Shaped Negative-Resistance Devices2004

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics. Communications and Computer Sciences vol.J78-A, no.4

      ページ: 801-806

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] CMOS Implementation of Neuron Models for an Artificial Auditory Neural Network2003

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.2

      ページ: 248-251

    • NAID

      110003221103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Minimal Modeling of Neuronal Burst-Firing based on Bifurcation Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      Vasileios Tserolas
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.3

      ページ: 678-685

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 逆伝搬特性を有する能動的樹状突起ハードウェアモデル2003

    • 著者名/発表者名
      薛 宗陽
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C vol.J86-C, no.11

      ページ: 1160-1168

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Nonlinear Characteristics in a Hardware Active Dendrite Model2003

    • 著者名/発表者名
      Zongyang Xue
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.9

      ページ: 2287-2293

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] CMOS Implementation of Neuron Models for an Artificial Auditory Neural Network2003

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.2

      ページ: 424-427

    • NAID

      110003221103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Minimal Modeling of Neuronal Burst-Firing based on Bifurcation Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      Vasileios Tserolas, Yoshifumi sekine
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.3

      ページ: 678-685

    • NAID

      110003212643

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hardware Active Dendrite Model with Backpropagation Characteristics2003

    • 著者名/発表者名
      Zongyang Xue, Kazutaka Someya, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics(Japanese) vol.J86-C, no.11

      ページ: 1160-1168

    • NAID

      110003172068

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Study of Nonlinear Characteristics in a Hardware Active Dendrite Model2003

    • 著者名/発表者名
      Zongyang Xue, Haruki Nagami, Kazutaka Someya, Katsutoshi Saeki, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences vol.E86-A, no.9

      ページ: 2287-2293

    • NAID

      110003212707

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 基底膜の生理学的データに基づいたハードウェアモデルと特徴抽出への応用2002

    • 著者名/発表者名
      高橋 聖
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C vol.J85-C, no.7

      ページ: 549-556

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chaos in a Pulse-type Hardware Neuron Model2002

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki, Yoshifumi Sekine, Kazuyuki Aihara
    • 雑誌名

      Chaos in Circuits and Systems(Edited by G.Chen and T.Ueta)(World Scientific Publishing Co.Singapore)

      ページ: 277-295

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Hardware Model Based on the Physiological Characteristics of Basilar Membrane and Its Application to Feature Extraction2002

    • 著者名/発表者名
      Sei Takahashi, Hideo Nakamura, Yoshifumi Sekine
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics(Japanese) vol.J85-C no.7

      ページ: 549-556

    • NAID

      110003202655

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Chaos in a Pulse-type Hardware Neuron Model2002

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Saeki
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      World Scientific Publishing Co
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 薛 宗陽: "逆伝搬特性を有する能動的樹状突起ハードウェアモデル"電子情報通信学会論文誌C. vol.J86-C, no.11. 1160-1168 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Zongyang Xue: "A Study of Nonlinear Characteristics in a Hardware Active Dendrite Model"IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and computer Sciences. vol.E86-A, no.9. 2287-2293 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋 聖: "基底膜の生理学的データに基づいたハードウェアモデルと特徴抽出への応用"電子情報通信学会論文誌C. vol.J85-C, no.7. 549-556 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsutoshi Saeki: "CMOS Implementation of Neuron Models for an Artificial Auditory Neural Network"IEICE Trans. Fundamentals. vol.E86-A, no.2. 248-251 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Vasileios Tserolas: "Minimal Modeling of Neuronal Burst-Firing based on Bifurcation Analysis"LEICE Thans. Fundamentals. vol.E86-A, no.3. 678-685 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Katsutoshi Saeki: "Chaos in a Pulse-type Hardware Neuron Model"World Scientific Publishing Co. 19 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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