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2016 年度 実施状況報告書

小脳型スパイキングニューラルネットワークによる革新的機械学習機構の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K21471
研究機関福井工業大学

研究代表者

信川 創  福井工業大学, 環境情報学部, 准教授 (70724558)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードカオス / 下オリーブ核 / 状態跳躍 / スパイキングニューラルネットワーク
研究実績の概要

本研究で構築する小脳運動学習機構は小脳皮質と小脳核,下オリーブ核によって構成される.平成28年度は本申請課題の達成に向けて,小脳運動学習機構を実現するスパイキングニューラルネットワークの構築を以下の1,2の項目に関して実施した.
1. Velarde-Llinasスパイキングニューロンモデルを用いて,小脳運動学習機構を実現する下オリーブ核のニューラルネットワークを構築した.運動学習時の誤差情報の入力に対して,カオス共鳴的応答により情報伝播が促進されることを確認した.また,このカオス的なスパイク活動については,実際の下オリーブ核において観測されるスパイク活動と同期特性・基準振動・スパイク頻度といった生理学的な特性に関して一致していることも確認した.
2. 皮質系のスパイクパターンを生成する状態跳躍を含んだスパイキングニューロンモデルの分岐解析を実施した.状態跳躍の導入により,アトラクター構造に非線形性を有した折畳み構造が追加され,その効果によって,跳躍パラメータの調整により,従来の連続的なスパイキングニューロンモデルでは現れなかった多様な分岐と発火パターンが生成されることを確認した.このように構築したスパイキングニューロンモデルは,小脳運動学習機構を実現するスパイキングニューラルネットワークにおける小脳核や小脳皮質系のニューロンに利用できるものである.
1,2の成果に基づき,次年度は小脳型スパイキングニューラルネットワークの学習性能評価を実施する予定である.

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

本年度に予定されていた計画内容であった小脳運動学習機構を実現するニューラルネットワークの構築がほぼ完了したことから,現在のところ順調に計画を遂行できている.

今後の研究の推進方策

本年度に構築した小脳型スパイキングニューラルネットワークを用いて,その学習性能の評価を実施する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chaotic resonance in coupled inferior olive neurons with the Llinas approach neuron model2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura
    • 雑誌名

      Neural Computation

      巻: 28 ページ: 2505-2532

    • DOI

      doi:10.1162/NECO_a_00894

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 状態跳躍を伴うスパイキングニューラルシステムにおけるカオス評価法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也, 劉健勤
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 29(5) ページ: 210-215

    • DOI

      10.5687/iscie.29.210

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] フィードバック入力によるアトラクタ併合型カオスシステムの信号応答制御2016

    • 著者名/発表者名
      信川 創, 西村 治彦, 山西 輝也, 高宮 誠人
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会 2016
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2016-12-06 – 2016-12-08
  • [学会発表] 外部フィードバックによるアトラクタ併合型カオス共鳴制御の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川 創, 西村 治彦, 山西 輝也, 高宮 誠人
    • 学会等名
      第26回インテリジェン ト・システム・シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-28
  • [学会発表] Evaluation of Chaotic Resonance by Lyapunov Exponent in Attractor-Merging Type Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi
    • 学会等名
      International Conference on Neural Information Processing
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-10-16 – 2016-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Chaotic states caused by discontinuous resetting process in spiking neuron model2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nobukawa, H. Nishimura, T. Yamanishi
    • 学会等名
      2016 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)
    • 発表場所
      Vancouver
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] アトラクタ併合型の軌道不安定性によるカオス共鳴の検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-06-13 – 2016-06-13
  • [学会発表] ハイブリットなスパイキングニューロンモデルにおけるカオスルートの検討2016

    • 著者名/発表者名
      信川創, 西村治彦, 山西輝也
    • 学会等名
      第60回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-05-25 – 2016-05-27
    • 国際学会
  • [備考] 研究者情報 信川創

    • URL

      http://www.lib.it-chiba.ac.jp/cithp/KgApp?kyoinId=ymbegyydggy

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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