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学習機能を持つ神経振動子のハードウェア実現

研究課題

研究課題/領域番号 16500142
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 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関関西大学

研究代表者

前田 裕  関西大学, 工学部, 教授 (60209393)

研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード神経振動子 / FPGA / 学習同時摂動 / ハードウェア実現 / FPAA / 学習 / 同時摂動
研究概要

神経振動子を含めたニューラルネットワークのハードウェアによる実現は、ディジタルコンピュータによる計算手法に対し、新しい知的な計算機構の構築という観点から重要な課題である。
この研究では、FPGAあるいはFPAAを用いて神経振動子を実現することを前提に、神経振動子の発振の制御への同時摂動最適化法の導入について検証を行った。また、各種ニューラルネットワークのハードウェア実現についても検討した。
同時摂動を用いた神経振動子の学習に関する検討を行い、所望の周期でパルスが発生するように神経振動子内のパラメータを同時摂動法で逐次的に求める手法を提案した。さらに、このような学習機能を持つ神経振動子のMatLab上での動作確認を行った。
つぎに、FPGAでの実現とFPAAでの実現に分けて、学習機能を有する神経振動子のハードウェア化を行った。FPGAへの実装では、MatLabのsimulink上で試作された神経振動子をsignal master上で実現し、学習機能を含めて、その動作を確認した。さらに、FPGAへの実装を行い、その動作確認を行った。その結果、学習により、所望する周期にパルスが発生する神経振動子システムが完成した。
FPAAによる実装の試みでは、基本設計を行いその動作をシミュレーションにより確認した。さらに、各部の動作をFPAA上で実現し動作の確認を行った。アナログシステムによる神経振動子の動作について確認した。荷重部の設定を変えることで発振周期が変化するアナログシステムによる神経振動子の動作について確認した。学習機能を含めたFPAA化については継続して検討する。
さらに、ホップフィールドニューラルネットワークおよび双方向連想メモリのようなリカレント型のニューラルネットワークに関しても、同時摂動学習則による、学習機能を有したハードウェアシステムを試作した。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (10件)

  • [雑誌論文] FPGA Implementation of Pulse Coupled Oscillator2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Makito Nakatsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks

      ページ: 633-638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bidirectional Associative Memory with Learning Capability Using Simultaneous Perturbation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      Neurocomputing Vol.69

      ページ: 182-197

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous Perturbation Learning Rule for Recurrent Neural Networks and Its FPGA Implementation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on NEURAL NETWORKS Vol.16・No.6

      ページ: 1664-1672

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous Perturbation Learning Rule for Recurrent Neural Networks and Its FPGA Implementation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on NEURAL NETWORKS Vol.16, No.6

      ページ: 1664-1672

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Simultaneous Perturbation Learning Rule for Recurrent Neural Networks and Its FPGA Implementation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on NEUEAL NETWORKS Vol.16, No.6

      ページ: 1664-1672

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Bidirectional Associative Memory with Learning Capability Using Simultaneous Perturbation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      Neurocomputing (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous Perturbation Learning Rule for Recurrent Neural Networks and Its FPGA Implementation2005

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Masatoshi Wakamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on NEURAL NETWORKS (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Learning Using Simulataneous Perturbation for Pulse Coupled Oscillators2004

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Makito Nakatsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 47th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems Vol.II

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Using Simultaneous Perturbation for Pulse Coupled Oscillators2004

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Makito Nakatsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 47th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems Vol.II

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Learning Using Simultaneous Perturbation for Pulse Coupled Oscillators2004

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Maeda, Makito Nakatsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 47th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems VOL.II

      ページ: 377-380

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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