| 研究課題/領域番号 |
15K00351
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
石井 直宏 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (50004619)
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| 研究分担者 |
鳥居 一平 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (50454327)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 非対称ニューラルネットワーク / 非線形性回路 / Gabor filterの受容野 / 動きの検出 / 選択的一次独立空間 |
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| 研究実績の概要 |
生物系のニューラルネットワークとして、非対称構造のネットワークがcafishiの網膜のバイポーラセル、アマクリンセル、ガングリオンセルの非線形を有する回路に見られ、これらの非対称構造が大脳皮質のV1野, MT野の非線形性を持つ回路でも多く見られる。この非対称構造の特徴を持つ回路が視覚系の動きの刺激に対して、きわめて、敏感に反応することを計算論的に明らかにしてきた。平成２８年度は、視覚系の皮質のV1野での受容野の条件である、Gaborフィルタの条件を、上記の非対称構造の回路に取り入れて、動きの刺激に対する回路の応答を計算論的に明らかにした。本研究と同じ条件下での従来の視覚系での数十年来の二乗特性を持つ、Conventional Energy Model(Quadrature model)の応答を求め、本研究で提案する非対称構造の回路との比較を行った。提案する非対称構造の回路は、動きの刺激に対して、Gaborフィルタの条件なしでの広い条件下で動きをとらえらること、および、Gaborフィルタの条件下では、直交性を有する部分空間を選択的に生成すること、したがって一次独立な部分空間を生成するという、有益な特徴を示すことを計算論的に明らかにした。これらの選択的一次独立な部分空間の生成は、V1野、MT野での非線形の特質から、多く生成可能であることを示した。これに対し、従来のConventional energy modelは対称性の回路であり、動きの刺激に対する効率性、および一次独立部分空間を構成するための最適化技術をあらたに取り入れる必要性があることなど、効率性の問題があることが分かってきた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題で提案する非対称構造のニューラルネットワークがどのような優れた性質を有すかを動きの観点から明らかにしてきた。ここで、従来の視覚系のモデルである、動きの刺激に対して視覚系の受容野であるGabor filterを通して、直交する二つのサブシステムの二乗倍の作用を行うConentional energy modelとの比較を行うことである。このモデルは対称構造のモデルである。ここで、本研究で提案する非対称構造の回路のいくつかの優れた特質を示すことができた。しかし、ベクトル場の生成で、まだ、未解決の問題もあり、今後の研究を進めたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
提案する非対称構造の回路が従来のConentional energy modelと異なる、選択的な直交空間を生成する、すなわち、選択的一次独立な空間を大脳皮質の視覚系の非線形性より、かなりの組み合わせで生成できることを示すことができた。これは大脳皮質の回路での効率のよい学習が可能となることを示しており、従来でのConentional energy modelでの最適化を行う学習に比べ、構造的な学習可能性を示す。このことから、非対称構造の取り入れたニューラルネットワークの学習の効率性の研究へ進展させたい。また、ベクトル場の生成で、まだ、未解決の問題もあり、今後の研究を進めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
科研費の研究の遂行で、研究環境の備品であるコンピュータ本体と情報処理の関連備品が経年変化で動作不良をきたしており、これらの装置の導入を計画して、科研費を申請しておりましたが更新しないで終わりました。今まで、この動作不良を何とか、動かしてきましたが限界にきております。昨年出来なかった、最低限の備品の更新を、今年度させて貰いたく、前年度の繰り越しで支出させて下さい。加えて、最終年度のまとめとしての科研費の研究成果を専門のいくつかの国際会議など、Journalでの発表をお願いしたく、その費用に割り当てさせて下さるようお願いになります。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成２９年度は、本科研費の最終年度であり、上記の研究環境の不良により、最低限の情報処理備品の更新を行いたいと思います。さらに、研究成果の発表のため、ヨーロッパ、英国でのでの国際会議発表および、国内での国際会議の発表のための論文を投稿しております。さらに研究論文のJournalへの投稿などに、研究費用を使用させて貰いたいと思います。
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