カオス発生回路を結合したネットワークに生じるカオス的遍歴現象に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13750356
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 西尾 芳文 徳島大学, 工学部, 助教授 (80253227)
• キーワード: カオス / 非線形回路 / カオス的遍歴 / 複雑系 / カオス同期 / 結合発振器 / クラスタリング

研究概要

本研究では、多数のカオス発生回路を結合したネットワークを設計し、発生するカオス的遍歴の調査を行った。主たる結果は以下の通りである。
1.完全結合カオス回路に発生するクラスタリング現象
5個から30個程度のカオス発生自励振動回路を抵抗素子で完全結合したネットワークを作成し、回路実験と数値実験によりカオス同期が生成するクラスタリング現象とその組合せのカオス的遍歴現象について調査を行った。数値実験による統計的解析を行うことにより、クラスタリングの振る舞いについて明らかにすることができた。
2.リングオシレータを用いたカオス回路の結合系に見られる時空カオス
IC化可能なリングオシレータを用いたカオス回路を多数結合したネットワークを作成し、簡略化モデルを用いた数値実験より、複雑な時空カオス現象が発生することを確認した。特にカオスとリミットサイクルが共存する領域において、カオスの発生領域が時間と共に移り変わる興味深い現象の発生を確認することができた。現在、この現象についての統計的な解析を行っており、今後の成果が期待できる。
3.カオス回路の結合系の外部入力応答
複数のカオス回路を結合したネットワークに、外部入力信号を注入した場合に見られるカオス擬似同期現象の変化についての調査を行った。特に正弦波信号を入力した場合に、入力信号の振幅と各周波数に対する応答に関する有益な知見が得られた。この結果は、カオス同期やカオス的遍歴の制御に利用するだけでなく、カオス回路を利用した情報処理に応用できる可能性がある。

研究成果

• [文献書誌] Zonghuang YANG: "Characteristics of Mutually Coupled Two-Layer CNNs and its Stability"Journal of Circuits, Systems and Computers. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Manabu MIYAMURA: "Clustering in Globally Coupled System of Chaotic Circuits"Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 3. 57-60 (2002)
• [文献書誌] Tomoya HAYASHI: "Response of Coupled Chaotic Circuits to Sinusoidal Input Signal"Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 3. 461-464 (2002)
• [文献書誌] Manabu MIYAMURA: "Statistical Analyses of Clustering in Globally Coupled Chaotic Circuits"Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 1. 155-158 (2002)
• [文献書誌] Yasuteru HOSOKAWA: "Spatio-Temporal Chaos in a Coupled System of Ring Oscillators"Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 1. 159-162 (2002)
• [文献書誌] Zonghuang YANG: "Classical Wave Propagation Phenomena in Two-Layer Cellular Neural Networks"Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications. 2. 981-984 (2002)