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小脳型スパイキングニューラルネットワークによる革新的機械学習機構の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K21471
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ソフトコンピューティング
知能情報学
研究機関千葉工業大学 (2017)
福井工業大学 (2015-2016)

研究代表者

信川 創  千葉工業大学, 情報科学部, 准教授 (70724558)

研究協力者 西村 治彦  兵庫県立大学, 大学院・応用情報科学研究科, 教授
山西 輝也  福井工業大学, 環境情報科学部・経営情報学科, 教授
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスパイキングニューラルネットワーク / カオス / カオス共鳴 / 小脳 / 下オリーブ核 / 小脳運動学習機構 / 状態跳躍 / 信号応答 / スパイキングニューロンモデル / 下オリーブ / ニューラルネットワーク
研究成果の概要

動的に変化する対象に対しては,古典制御や従来のニューラルネットワーク,ファジーといった機械学習法は,十分に対応できないことが知られている.それに対して本研究では,小脳型スパイキングニューラルネットワークにより,動的に変化する制御対象にも有効な新たな機械学習機構の構築を目指し研究を実施した. 得られた成果として,小脳運動学習機構を構築するための各種ニューロンモデルとニューラルネットワークを構築した.そして,構築したスパイキングニューラルネットワーク上で,学習性能を最大化するカオス共鳴の誘起を実現した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Routes to Chaos Induced by a Discontinuous Resetting Process in a Hybrid Spiking Neuron Model2018

    • 著者名/発表者名
      Sou Nobukawa, Haruhiko Nishimura, Teruya Yamanishi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8(379) 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18783-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling Method for Attractor Merged Chaotic Resonance by External Feedback2017

    • 著者名/発表者名
      Sou Nobukawa, Haruhiko Nishimura, Teruya Yamanishi
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2017

      巻: - ページ: 684-688

    • DOI

      10.23919/sice.2017.8105432

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chaotic Resonance in Typical Routes to Chaos in the Izhikevich Neuron Model2017

    • 著者名/発表者名
      Sou Nobukawa, Haruhiko Nishimura, Teruya Yamanishi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7(1331) 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-017-01511-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ハイブリッド化されたFitzHugh-Nagumoニューロンモデルにおけるカオスルートの解析2017

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 30 号: 5 ページ: 167-174

    • DOI

      10.5687/iscie.30.167

    • NAID

      130005974078

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chaotic resonance in coupled inferior olive neurons with the Llinas approach neuron model2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 28 号: 11 ページ: 2505-2532

    • DOI

      10.1162/neco_a_00894

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 状態跳躍を伴うスパイキングニューラルシステムにおけるカオス評価法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也, 劉健勤
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 29 号: 5 ページ: 210-215

    • DOI

      10.5687/iscie.29.210

    • NAID

      130005259542

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stochastic Resonance Effects in Izhikevich Neural System with Spike-timing Dependent Plasticity2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference (SICE2015)

      ページ: 359-364

    • DOI

      10.1109/sice.2015.7285324

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of Chaotic Resonance in Izhikevich Neuron Model2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi, J. -Q. Liu
    • 雑誌名

      PloS one

      巻: 10(9) e0138919 号: 9 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0138919

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] FitzHugh-Nagumo ニューロンモデルへの状態跳躍導入によるカオス誘起現象の解析2015

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 雑誌名

      公益社団法人計測自動制御学会システム 情報部門学術講演会2015 講演論文集

      ページ: 355-359

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Resonance Phenomena in Chaotic States through Typical Routes in Izhikevich Neuron Model2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi, J. -Q. Liu
    • 雑誌名

      Proceedings of 2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2015)

      ページ: 435-438

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of Spike-timing Dependent Plasticity in Spiking Neural Systems with Noise2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura
    • 雑誌名

      International Journal of Neural Systems

      巻: 25(8) 1550040 号: 05 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1142/s0129065715500409

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 状態跳躍を導入したMorris-Lecar型ニューロンモデルにおけるカオス誘起現象の検討2017

    • 著者名/発表者名
      信川創, 吉田拓生, 西村治彦, 山西輝也
    • 学会等名
      第11回コンピューテーショナル・インテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スパイキングニューロンモデルのカオス共鳴におけるアーノルドの舌の検討2017

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西 輝也
    • 学会等名
      第61回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] フィードバック入力によるアトラクタ併合型カオスシステムの信号応答制御2016

    • 著者名/発表者名
      信川 創, 西村 治彦, 山西 輝也, 高宮 誠人
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 外部フィードバックによるアトラクタ併合型カオス共鳴制御の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川 創, 西村 治彦, 山西 輝也, 高宮 誠人
    • 学会等名
      第26回インテリジェン ト・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of Chaotic Resonance by Lyapunov Exponent in Attractor-Merging Type Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chaotic states caused by discontinuous resetting process in spiking neuron model2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi
    • 学会等名
      2016 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)
    • 発表場所
      Vancouver
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハイブリットなスパイキングニューロンモデルにおけるカオスルートの検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 学会等名
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アトラクタ併合型の軌道不安定性によるカオス共鳴の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カオス状態におけるスパイキングニューロン系の信号応答特性2015

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也, 劉健勤
    • 学会等名
      第59 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Emerging Trends in Applications and Infrastructures for Computational Biology, Bioinformatics, and Systems Biology (Edited by Q.N. Tran and H. R. Arabnia) (Chapter 4: Spontaneous Activity Characterization in Spiking Neural Systems with Log-normal Synaptic Weight Distribution)2016

    • 著者名/発表者名
      S.Nobukawa, H.Nishimura, T.Maruo
    • 出版者
      Morgan Kaufmann, Elsevier
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 研究者情報 信川創

    • URL

      http://www.lib.it-chiba.ac.jp/cithp/KgApp?kyoinId=ymbegyydggy

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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