波動の伝播と干渉を利用した三次元超並列計算に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09875091
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 熊沢 逸夫 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教授 (70186469)
• キーワード: 波動 / 干渉 / 神経回路モデル / 超並列計算 / 積和演算 / 音波 / 圧電デバイス / 光

研究概要

本課題では、三次元空間内に配置された波源から発せられる波動の伝播と干渉を利用して、神経回路網モデルを構築し、ハードウェアの試作とソフトウェア上のシミュレーションを通じて、その計算能力を確認した。当初計画では、1cm程度の波長の表面弾性波を用いて、16程度の素子を含む15cm程度のサイズのシステムを試作することを目指したが、製作技術に不備があったため、表面弾性波より扱いやすい、音波を利用し、40cm四方のハードウェアを試作した。波源として圧電デバイス、受信器として小型マイクロホンを使用し、AND、OR、EXOR、2進四則演算等の基本演算を音波の干渉を利用して実現できることを明らかにした。実験を通じて、素子特性の個体差による影響、周囲雑音、反射の影響などが明らかとなったため、今後はより安定な波動媒体として、光を用いるハードウェアを構築する予定である。光の場合、干渉性を利用することが難しいため、波長の違いにより正負の量を区別するなどの工夫が必要になると予想される。

研究成果

• [文献書誌] 田中 賢: "再帰型高次結合ニューラルネットワークによる文脈自由言語の学習" 情報処理学会論文誌. Vol.38. 971-979 (1997)
• [文献書誌] S.L.Funk: "Features of figure-ground separation : Contours,axes,corners and junctions" Intelligence and Neuroscience,Research Triangle Park. (1997)
• [文献書誌] I.Kumazawa: "Computation of Weighted Sum by Physical Wave Properties-Coding Problems by Unit Positions" Proceedings of ICANNGA97. (1997)
• [文献書誌] 熊沢逸夫: "波動の相互干渉による Neural Computing: 素子配置パターンによる問題のコーディング" 電子情報通信学会,ニューロコンピューティング研究会. NC96-170. 115-122 (1997)
• [文献書誌] 熊沢逸夫: "神経回路モデル+知覚モデル=画像処理の新たな可能性?" 第10回 回路とシステム軽井沢ワークショップ(招待講演),講演論文集. 157-162 (1997)
• [文献書誌] 久礼嘉伸: "コヒーレント波の干渉を利用したパターン認識手法の検討" 電子情報通信学会,パターン認識・メディア理解研究会. PRMU97-145. 125-132 (1997)
• [文献書誌] I.Kumazawa(分担): "Studies in Perception and Action IV" L.E.Erlbaum,Mahwah,N.J, 377 (1997)
• [文献書誌] 熊沢逸夫(分担): "光コンピューティングの辞典" 朝倉書店, 534 (1997)