自己組織化脳型デバイスの実現とその自律移動ロボットへの応用

• 研究課題/領域番号: 20700207
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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: 東京農工大学
• 研究代表者: 田向 権 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 (90432955)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008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: ニューラルネットワーク / 自己組織化マップ / FPGA / 脳型計算機 / 動的再構成 / 自律移動ロボット / 動画像処理 / ハードウェアソフトウェア複合体 / ハードウェア / 動画像

研究概要

自律ロボットの脳機能実現のために,SOM2や適応型自己組織化マップをハードウェア化に適したアルゴリズムへと改良しFPGAを用いて実装することで,自己組織化脳型デバイスのプロトタイプを実現した.適応型自己組織化マップハードウェアは,自律ロボットの視覚処理へと応用し,マイコン比で約10,000倍の高速化を達成した.これらデバイスをソフトウェアから簡便に利用するために,ハードウェア/ソフトウェア複合体の技術を用いた自己組織化ニューラルネットワークのための動的再構成プラットフォームを開発した.

研究成果

• [雑誌論文] Rough-winner-take-all for Hardware Oriented Vector Quantization Alogrithm (2011)
  • 著者名/発表者名: Hakaru Tamukoh, Keiichi Horio, Takeshi Yamakawa, Masatoshi Sekine
  • 雑誌名: IEICE Electronics Express vol.8, no.11 ページ: 773-779
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Dynamically Reconfigurable Platform for Self-Organizing Neural Network Hardware (2010)
  • 著者名/発表者名: Hakaru Tamukoh, Masatoshi Sekine
  • 雑誌名: Lecture Note in Computer Science vol.6444 ページ: 439-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] インターネットブースター:ネットワーク配信可能なhw/sw複合体を用いたWEBアプリケーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 黒木良介, 華井健太郎, 渡辺雅史, 松下宗一郎, 小林祐一, 関根優年
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 vol.J93-D, no.10 ページ: 2139-2147
  • NAID: 110007730872
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Human Robot Interaction by a Model of the Emotional Learning in the Brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horo, Hakaru Tamukoh
  • 雑誌名: Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems vol.4, no.2 ページ: 48-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Dynamically Reconfigurable Platform for Self-Organizing Neural Net work Hardware (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tamukoh, M.Sekine
  • 雑誌名: Lecture Note in Computer Science 巻: 6444 ページ: 439-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] インターネットブースター:ネットワーク配信可能なhw/sw複合体を用いたWEBアプリケーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 黒木良介, 華井健太郎, 渡辺雅史, 松下宗一郎, 小林祐一, 関根優年
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: vol.J93-D,no.10 ページ: 2139-2147
  • NAID: 110007730872
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Human Robot Interaction by a Model of the Emotional Learning in the Brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horo, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Takeshi Yamakawa
  • 雑誌名: Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems vol.4, no.2 ページ: 48-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高階自己組織化マップのハードウェア化-知識表現を自己組織化するハードウェアの開発- (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子宗司, 田向権, 徳永憲洋, 古川徹生
  • 雑誌名: 知能と情報(日本知能情報ファジィ学会誌 vol,21, no.5 ページ: 870-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective and Adaptive Learning Based on Diversive/Specific Curiosity (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shimo, Shaoning Pang, Keiichi Horio, Nikola Kasabov, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Satoshi Sonoh, Hirohisa Isogai, Takeshi Yamakawa
  • 雑誌名: Brain-Inspired Information Technology Studies in Computational Intelligence vol.266 ページ: 171-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emotional Behavior and Expression Based on a Neural Network Model of Amygdala (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horio, Hakaru Tamukoh, Takanori KogaNaoki Shimo, Takeshi Yamakawa
  • 雑誌名: Brain-Inspired Information Technology.Studies in Computational IntelligenceX vol.266 ページ: 165-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高階自己組織化マップのハードウェア化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 金子宗司, 田向権, 徳永憲洋, 古川徹生
  • 雑誌名: 知能と情報(日本知能情報ファジィ学会誌) 21巻5号 ページ: 870-883
  • NAID: 10025995479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emotional Behavior and Expression Based on a Neural Network Model of Amygdala (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh, Shuji Aou, Keiichi Horio, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Naoki Shimo, Takeshi Yamakawa
  • 雑誌名: Brain-Inspired Information Technology.Studies in Computational Intelligence vol.266 ページ: 165-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective and Adaptive Learning Based on Diversive/Specific Curiosity (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shimo, Shaoning Pang, Keiichi Horio, Nikola Kasabov, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Satoshi Sonoh, Hirohisa Isogai, Takeshi Yamakawa
  • 雑誌名: Brain-Inspired Information Technology.Studies in Computational Intelligence vol.266 ページ: 171-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] hw/sw複合による対象物追跡アプリケーションの実装 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤季花, 工藤健慈, 田向権, 関根優年
  • 雑誌名: 画像ラボ(商業誌,解説論文) vol.19, no.5 ページ: 25-32
• [学会発表] 自己組織化ニューラルネットワークのための動的再構成プラットフォーム (2011)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS), SIS2010-55, pp.13-17
  • 発表場所: 東京都市大学
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] A Modular Low Cost Hardware TCP/IP Stack Implementation Adding Direct Network Capabilties to Same On-Chip Embedded Applications Using Xilinx Spartan3 FPGA (2011)
  • 著者名/発表者名: Nadav Bergstein, Hakaru Tamukoh, Masatoshi Sekine
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 沖縄,大濱信泉記念館(石垣島)
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 自己組織化ニューラルネットワークのための動的再構成プラットフォーム (2011)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 スマートインフォメディアシステム研究会
  • 発表場所: 東京,東京都市大学
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 階層化された特徴の自己組織化マップによる実現法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤秀太, 有泉政博, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告ニューロコンピューティング研究会(NC), vol.110, no.355, NC2010-83, pp.97-102
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 階層化された特徴の自己組織化マップによる実現法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤秀太, 有泉政博, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 ニューロコンピューティング研究会
  • 発表場所: 愛知,名古屋大学
  • 年月日: 2010-12-19
• [学会発表] 木構造型SOMによる特徴学習機能を有する画像認識システム (2010)
  • 著者名/発表者名: 有泉政博, 齋藤秀太, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告パターン認識\メディア理解研究会(PRMU),vol.110, no.330, PRMU2010-143, pp.97-102
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 木構造型SOMによる特徴学習機能を有する画像認識システム (2010)
  • 著者名/発表者名: 有泉政博, 齋藤秀太, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 パターン認識・メディア理解研究会
  • 発表場所: 山口,山口大学
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] ネットワーク化されたhw/sw複合体と仮想回路動画像コーデック (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS), vol.110, no.322, SIS2010-49, pp.83-88
  • 発表場所: 奈良県文化会館
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] ネットワーク化されたhw/sw複合体と仮想回路動画像コーデック (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 スマートインフォメディアシステム研究会
  • 発表場所: 奈良,奈良県文化会館
  • 年月日: 2010-12-03
• [学会発表] Hardware Objectモデルに基づくネットワーク環境下におけるhw/sw複合体システムの設計例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, ロブリアジョナタン, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告ディペンダブルコンピューティング研究会(DC), vol.110, no.229, DC2010-18, pp.1-6
  • 発表場所: 東京,機械振興会館
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Hardware Objectモデルに基づくネットワーク環境下におけるhw/sw複合体システムの設計例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 有泉政博, ベルグシュタインナダヴ, ロブリアジョナタン, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 ディペンダブルコンピューティング研究会
  • 発表場所: 東京,機械振興会館
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Internet Booster : A Networked Hw/Sw Complex System and Its Application to Hi-Performance WEB Application (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tamukoh, K.Hanai, R.Kurogi, S.Matsushita, M.Watanabe, Y.Kobayashi, M.Sekine
  • 学会等名: World Automation Congress(WAC2010), 7th International Forum on Multimedia and Image Processing
  • 発表場所: 神戸,インターナショナルカンファレンスセンター
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Internet Booster: A Networked hw/sw Complex System and Its Application to Hi-Performance WEB Application (2010)
  • 著者名/発表者名: Hakaru Tamukoh, Kentaro Hanai, Ryosuke Kurogi, Souichirou Matsushita, Masatoshi Watanabe, Yuichi Kobayashi, Masatoshi Sekine
  • 学会等名: Proc.of 7th International Forum on Multimedia and Image Processing
  • 発表場所: 神戸カンファレンスセンター
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] ネットワーク経由での仮想回路の書き込みと動画像転送への適応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 華井健太郎, 黒木良介, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告,vol.109, no.398, pp.59-64
  • 発表場所: 福岡システムLSI研究センター
  • 年月日: 2010-01-29
• [学会発表] ネットワーク経由での仮想回路の書き込みと動画像転送への適応 (2010)
  • 著者名/発表者名: 華井健太郎, 他
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 ネットワークシステム研究会
  • 発表場所: 福岡県, 九州大学
  • 年月日: 2010-01-29
• [学会発表] hw/sw 複合体を用いた木構造型SOMハードウェア (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤秀太, 田向権, 小林祐一, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告, vol.109, no.396, pp.13-18
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-01-28
• [学会発表] hw/sw複合体を用いた木構造型SOMハードウェア (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤秀太, 他
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 回路とシステム研究会
  • 発表場所: 京都府, 京都大学
  • 年月日: 2010-01-28
• [学会発表] ネットワーク配信可能なhw/sw複合体,動画像コーデック (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒木良介, 華井健太郎, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告, vol.109, No.395, pp.25-30
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] ネットワーク配信可能なhw/sw複合体, 動画像コーデック (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒木良介, 他
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 再構成研究会
  • 発表場所: 東京都, 慶応大学
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] インターネットブースター-仮想回路を用いた新しいWEBアプリ- (2009)
  • 著者名/発表者名: 関根優年, 黒木良介, 華井健太郎, 佐藤季花, 工藤健慈, 関根優年
  • 学会等名: 第11回DSPS教育者会議予稿集,pp.83-84
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] インターネットブースター～仮想回路を用いた新しいWEBアプリ～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 田向権, 他
  • 学会等名: 第11回DSPS教育者会議
  • 発表場所: 東京都, 東工大
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] FPGAを用いた動画像符号化システム (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒木良介, 華井健太郎, 小瀧浩, 佐藤一輝, 佐藤季花, 工藤健慈, 松下宗一郎, 渡辺雅史, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.108, No.334, pp.103-108
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] FPGAを用いた動画像転送コア (2008)
  • 著者名/発表者名: 華井健太郎, 黒木良介, 小瀧浩, 佐藤一輝, 佐藤季花, 工藤健慈, 松下宗一郎, 渡辺雅史, 田向権, 関根優年
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.108, No.334, pp.97-102
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] FPGAを用いた動画像符号化システム (2008)
  • 著者名/発表者名: 黒木良介
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] FPGAを用いた動画像転送コア (2008)
  • 著者名/発表者名: 華井健太郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告スマートインフォメディアシステム研究会(SIS)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] An implementation of intrinsic emotions on an autonomous robot with theemotional expression model of amygdala (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh, Keiichi Horo, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Naoki Shimo, Takeshi Yamakawa
  • 学会等名: Proc.of Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008), pp.1894-1899
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Diversive and Specific Curiosities for Effective Learning (2008)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Horio, Naoki Shimo, Hakaru Tamukoh, Takanori Koga, Satoshi Sonoh, Takeshi Yamakawa
  • 学会等名: Proc.of Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008), pp.1912-1915
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] An implementation of intrinsic emotions on an autonomous robot with the emotional expression model of amygdala (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Sonoh
  • 学会等名: Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Diversive and Specific Curiosities for Effective Learning (2008)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Horio
  • 学会等名: Joint 4th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 8th International Symposium on advanced Intelligent Systems (SCIS & ISIS 2008)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-09-21