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2012 年度 実績報告書

学習順番に含まれる統計情報を自動抽出し自己組織的に物体認識する連想記憶モデル

研究課題

研究課題/領域番号 22500216
研究機関大分工業高等専門学校

研究代表者

木本 智幸  大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (30259973)

研究分担者 上江洌 達也  奈良女子大学, 人間文化研究科, 教授 (10160160)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード連想記憶 / 学習順番 / Isingスピン / XYスピン / 位相振動子
研究概要

記憶パターン(外部刺激)の学習順番が相互に近い時刻で繰り返し提示されるものは相互に関連のあるパターンである可能性があり、近い時刻の提示が一過性であるものは、独立した無関係なパターンである可能性が考えられる。過年度において、この統計性を自動抽出して学習順番が近い記憶パターン同士を混合したアトラクタを自己組織的に格納する連想記憶モデルを構築することができ、その性質の解析をうことができたが、±1の2値表現を持つisingスピンで構成された連想記憶モデルであったため、モデルの持つ情報表現の広がりが乏しかった。そこで本年度は、ーπ~+πまでの連続値を状態変数に持つ、XYスピンで構成された連想記憶モデルに発展させ、さらに実際のニューロンに近づけるために位相振動子系で構成された連想記憶モデルに発展させることを目的とした。
XYスピン系の連想記憶モデルの解析を行うには、学習順番の統計性を入れる前に、まず基本モデルでのアトラクタ構造を解析する必要がある。基本モデルの解析の結果、XYスピン系連想記憶モデルでは、isingスピン系連想記憶モデルと性質が大きく異なり、記憶パターンが連続アトラクタとなった相互につながることが分かった。連続アトラクタは、認識モデルを作るために重要なアトラクタ構造であると考えられるため、他の研究者にも研究指針を与える可能性がある。このように、新たな研究の方向性が発見された。
位相振動子系連想記憶モデルの解析は、その解析理論がなく、この開発を行う必要があった。そこで、XYスピン系連想記憶の解析結果を利用して、位相振動子系で構成された連想記憶モデルの解析法の開発を試みた。その結果、位相振動子系のモデルを解析するための解析手法の基礎理論を開発することができた。これにより、位相振動子系の研究者に新たな研究手法を与えられると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Analysis of XY model with Mexican-hat interaction on a circle --Derivation of saddle point equations and study of bifurcation structure --2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Uezu, Tomoyuki Kimoto, Msato Okada
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 81 ページ: 064001-1~10

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solvable model of a phase oscillator network on a circle with infinite-range Mexican-hat-type interaction2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Uezu, Tomoyuki Kimoto, Masato Okada
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan, Letter

      巻: 81 ページ: 073001-1~4

    • 査読あり
  • [学会発表] XYスピン系における自己相関型連想記憶モデルの解析 ~ 相関がある有限個の記憶パターンを学習した場合 ~

    • 著者名/発表者名
      木本智幸、上江洌達也、岡田真人
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      立命館大学
  • [学会発表] リング上の位相振動子ネットワークの自己無撞着方程式と同期非同期相転移の研究II,-一般的な相互作用の場合―

    • 著者名/発表者名
      上江洌達也、木本智幸、岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] 相関構造を持つ記憶パターンを学習した連想記憶モデル ~ 記憶パターンを平面上に配置した場合 ~

    • 著者名/発表者名
      佐保雄太、木本智幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      九州工業大学
  • [学会発表] GPGPUを用いたネオコグニトロンの実装と高速化

    • 著者名/発表者名
      高橋昌土、木本智幸
    • 学会等名
      電子情報系フォーラム
    • 発表場所
      熊本高専
  • [学会発表] 相関構造を持つ記憶パターンを学習した連想記憶モデル

    • 著者名/発表者名
      佐保雄太、木本智幸
    • 学会等名
      電子情報系フォーラム
    • 発表場所
      熊本高専
  • [学会発表] リング上の位相振動子ネットワークの自己無撞着方程式と同期非同期相転移の研究 III

    • 著者名/発表者名
      上江洌達也、木本智幸、岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
  • [学会発表] XYスピン系連想記憶モデルに多相パターンを学習させた場合の解の性質

    • 著者名/発表者名
      木本智幸、上江洌達也、岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学

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公開日: 2014-07-24  

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