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自己組織化による学習:人工知能の新たな基礎を開拓

研究課題

研究課題/領域番号 22K19814
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

VARGAS DANILO  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (00795536)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードロバスト人工知能 / 適応性が高い人工知能 / 新しい人工知能のパラダイム / ロバスト性 / 人工知能 / 自己組織化 / 適応性 / ロバストAI / 信頼できるAI / 次世代AI / SyncMap / Self-organization / Novel AI Paradigm / Dynamical systems / Dynamical Equations / New Learning Paradigm
研究開始時の研究の概要

[Vargas, Asabuki AAAI21]に公開されたSyncMapは(a 開拓な学習手法)従来と異なる学習システムであり、最適化によらなく、力学系のみに基づいておる。(b 高い精度)ほとんどのタスクで深層学習を含めてすべてのアルゴリズムを超え、非常に正確であった。さらに、(c 高い適応度)常に自己更新する動的方程式に基づいているため、適応は固有の機能であり、したがって、定期的に変化する問題は、より簡単に解決できると紹介した。では、SyncMapは上記の三点によって有望を持つ学習システムと考えられる。SyncMapという新たな学習パラダイムに基づいて、新しい人工知能の基礎を開拓する研究である。

研究成果の概要

本研究では、最適化を用いず力学方程式に基づく新しい機械学習パラダイムを開発しました。SyncMapの安定性を向上させ、Physica D誌に発表し、Magnumで高次元の問題に対処しました。その高次元で適応的かつ頑健な結果は、次世代AIへの可能性を浮き彫りにしている。
さらに、レザボア・コンピューティング(RC)をSyncMapに統合し、IEEE Accessにレビュー論文が受理され、新しいRC手法を概念実証しました。また、画像認識と分類の基礎を確立しました。これらの成果は、新たな研究の道を開き、大きな進歩を遂げました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的重要性に関連して、このロバストで適応的なパラダイムは、ディープラーニングにおけるロバスト性の欠如に取り組むために作られた。この研究努力は、自律走行や医療など、信頼ができる方法を必要とするクリティカルなアプリケーションに特に有益である。
学的意義とは、有名な学術誌に掲載された論文の質の高さと、これまでにないロバストで適応力のある新世代のAIの開発である。したがって、この研究は研究の新たな可能性を開くものであり、おそらく力学方程式に基づくロバストで適応的なAIという新たな科学分野を創造し、それに伴う強い社会的インパクトをもたらすものであろう。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 6件)

  • [雑誌論文] Improving robustness for vision transformer with a simple dynamic scanning augmentation2024

    • 著者名/発表者名
      Kotyan Shashank、Vargas Danilo Vasconcellos
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 565 ページ: 127000-127000

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2023.127000

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Symmetrical SyncMap for imbalanced general chunking problems2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Heng、Vargas Danilo Vasconcellos
    • 雑誌名

      Physica D: Nonlinear Phenomena

      巻: 456 ページ: 133923-133923

    • DOI

      10.1016/j.physd.2023.133923

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnum: Tackling high-dimensional structures with self-organization2023

    • 著者名/発表者名
      Mao Poyuan、Tham Yikfoong、Zhang Heng、Vargas Danilo Vasconcellos
    • 雑誌名

      Neurocomputing

      巻: 550 ページ: 126508-126508

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2023.126508

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Survey on Reservoir Computing and its Interdisciplinary Applications Beyond Traditional Machine Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Heng、Vargas Danilo Vasconcellos
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 81033-81070

    • DOI

      10.1109/access.2023.3299296

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] “Curious-II: A Multi/Many-Objective Optimization Algorithm with Subpopulations based on Multi-novelty Search”2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Jiang, D. V. Vargas
    • 雑誌名

      Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO)

      巻: 24 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] “Generating oscillation activity with Echo State Network to mimic the behaviour of a simple central pattern generator”2023

    • 著者名/発表者名
      T. Y. Foong, D. V. Vargas
    • 雑誌名

      Proceedings of the CogSci 2023

      巻: 45 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adversarial Robustness Assessment: Why both L0 and L∞ Attacks Are Necessary2022

    • 著者名/発表者名
      S. Kotyan and D. V. Vargas
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: --- 号: 4 ページ: 265723-265723

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0265723

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transferability of features for neural networks links to adversarial attacks and defences2022

    • 著者名/発表者名
      Kotyan Shashank、Matsuki Moe、Vargas Danilo Vasconcellos
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 4 ページ: 266060-266060

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0266060

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] “Image Generation from Text and Segmentation”2022

    • 著者名/発表者名
      M. Osugi, D. V. Vargas
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th International Workshop on Parallel and Distributed Algorithms and Applications (PDAA2022)

      巻: 14 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] “Understanding SyncMap: Analyzing the components of Its Dynamical Equation”2022

    • 著者名/発表者名
      T. Y. Foong, D. V. Vargas
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Artificial Intelligence and Cloud Computing Conference (AICCC2022)

      巻: 5 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] “Understanding SyncMap’s Dynamics and Its Self-organization Properties: A Space-time Analysis”2022

    • 著者名/発表者名
      H. Zhang, D. V. Vargas
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Artificial Intelligence and Cloud Computing Conference (AICCC2022)

      巻: 5 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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