| 研究課題/領域番号 |
19K20388
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分61060:感性情報学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 (2020-2023)
関西学院大学 (2019) |
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研究代表者 |
谷 伊織 神戸大学, DX・情報統括本部, 助教 (70751379)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | リザバー計算 / 真性粘菌 / 生物計算機 / 天然知能 / クラスIV / Physarum polycephalum / 物理リザバー計算 / 生物計算機科学 / 真正粘菌 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、真正粘菌変形体の数理モデルを計算素子（リザバー）として用いることで、極端な一般化能力を持つ機械学習手法を開発することを目的とする。生物の振る舞いに由来する頑健性や適応性を機械学習に取り込むことによって、深層学習を始めとする既存の枠組みから逸脱し、従来的な手法よりも環境の変化に対して頑健で、適応的に対応可能な機械学習アルゴリズムを開発する。また、従来手法と比較することで本研究の手法の有効性を検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は真性粘菌 Physarum polycephalum （モジホコリカビ）変形体の数理モデルを用いたリザバー計算による新しい機械学習手法を提案することを目的としている．リザバー計算とは，再帰的ニューラルネットワークの一部を大自由度の力学系で置き換える手法を指し，一次元セル・オートマトンなどを用いたリザバー計算手法がすでに知られている．本研究では真性粘菌数理モデルと初等セル・オートマトンを相互作用させることにより，クラスIVと呼ばれる高い計算能力を示す挙動が広く普遍的に得られることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
真性粘菌は原初的な単細胞生物でありながら一種の情報処理能力をもち，生物を計算機素子として用いる研究において広く利用されている．本研究では，真性粘菌の数理モデルと初等セル・オートマトンを相互作用させ，真性粘菌を一種のメモリ領域として利用する方法を提案した．通常の初等セル・オートマトンにおいて，独立した88のルールに対して，クラスIVと呼ばれる複雑で高い計算能力を示すものはわずかに1ルールしか知られていないが，本提案手法ではほとんどのルールに対してパワースペクトルのべき分布によって特徴づけられるクラスIV的挙動が認められる．
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