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2011 年度 実績報告書

ヒューマノイドロボット搭載型神経温度制御高次視覚統合認識集積システム開発

研究課題

研究課題/領域番号 22700237
研究機関九州工業大学

研究代表者

佐藤 能臣  九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助教 (40548442)

キーワード神経温度 / FPGA実装 / 物体認識 / 物体検出 / 神経同期活動 / 日独学術研究交流 / ガボールピラミッド
研究概要

本研究課題の成果は,大きく3つに分けられる:「(1)温度に関わる神経同期活動の数理解析」「(2)ガボールピラミッド技術を利用した物体検出アルゴリズム開発とそのFPGA実装」「(3)日本-ドイツ間共同研究・研究交流活動」
(1)温度に関わる神経同期活動の数理解析:定常電流の上昇でsaddle-node分岐を示すClass I型のMorris-Lecar(ML)モデルを用い,内在する神経温度に関するパラメータμを小さくすると,スパイクのパルス幅が長くなる.この知見から,発火周波数も単調に小さくなるように思われた.しかし,詳細な解析により,Class I型MLモデルは,μの減少で発火周波数が増加するという特殊な力学特性を持つことを見出し,この特殊な力学特性の機構には,カルシウムチャネル電流が深く関与することを示唆した.また,相互にシナプス結合した一対のMLモデル系の挙動の同期状態・非同期状態は,μを制御することで複雑に変化することをシミュレーションで示した.
(2)ガボールピラミッド技術を利用した物体検出アルゴリズム開発とそのFPGA実装では,ガボールピラミッド技術を使い,顔認識の神経モデルElastic Graph Matchingの2つの問題点:「特徴量表現の複雑性」と「ガボールフィルタ処理にかかる高負担」を解消した物体検出アルゴリズムを提案した.この物体検出の初期アルゴリズムのFPGA実装をした.また,SIFT特徴量とのアルゴリズム上の相違性を比較検証し,Viola & Jones物体検出との性能比較を試みた.
(3)日本-ドイツ間共同研究・研究交流活動では,15.備考で参照されるように,(2)に関連した九工大-FIAS共同研究契約をH22年度に引き続き更新.(2)の研究内容を国際共同研究の成果として国際会議論文で発表した.また,フランクフルトのFrankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)から,研究者2名を招聘し,Brain System Technologyに関する合同ワークショップをとりまとめ,九工大・脳情報専攻とFIAS間の学術研究交流の活性化を図った.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Temperature modulated synchronization transition in coupled neuronal oscillators2012

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, K.Okumura, A.Ichiki, M.Shiino, H.Cateau
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 85 ページ: 031910-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.85.031910

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective and Efficient Gabor Feature Representation for Face Detection2012

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, Y.Kuriya
    • 雑誌名

      World Academy of Science, Engineering and Technology

      巻: 63 ページ: 149-152

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of Phase Resetting on Matsuoka Oscillators2012

    • 著者名/発表者名
      K.Nakada, Y.D.Sato, K.Matsuoka
    • 雑誌名

      Proceedings oi the 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Power Laws for Spontaneous Neuronal Activity in Hippocampal CA3 Slice Culture2011

    • 著者名/発表者名
      T.Samura, Y.D.Sato, Y.Ikegaya, H.Hayashi
    • 雑誌名

      ICONIP 2011(In B.-L.Lu, L.Zhang, and J.Kwok (Eds.))Part I

      巻: LNCS 7062 ページ: 370-379

    • DOI

      10.1007/978-3-642-24955-6_45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visual Constructed Representation for Object Recognition and Detection2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, Y.Kuriya
    • 雑誌名

      ICONIP 2011(In B.-L.Lu, L.Zhang, and J.Kwok (Eds.))Part III

      巻: LNCS 7064 ページ: 611-620

    • DOI

      10.1007/978-3-642-24965-5_69

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scale Correspondence for Gabor Feature and Maximum Operation in Elastic Graph Model2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, Y.Kuriya
    • 雑誌名

      Proceedings of 2011 7th International Conference on Natural Computation

      巻: 1 ページ: 536-540

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Singular Perturbation Approach with Matsuoka Oscillator and Synchronization Phenomena2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, N.Nakada, K.Matsuoka
    • 雑誌名

      ICANN 2011(In T.Honkela et al.(Eds.))Part II

      巻: LNCS 6792 ページ: 269-276

    • DOI

      10.1007/978-3-642-21738-8_35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Gabor Wavelet Pyramid Based Object Detection Algorithm2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, J.Jitsev, J.Bornschein, D.Pamplona, C.Keck, C.von der Malsburg
    • 雑誌名

      ISNN 2011(In D.Liu et al.(Eds.))Part II

      巻: LNCS 6676 ページ: 232-240

    • DOI

      10.1007/978-3-642-21090-7_28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Effects on Phase Response Curves and Synchronization Transition2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, K.Okumura, A.Ichiki, M.Shiino
    • 雑誌名

      ISNN 2011(In D.Liu et al.(Eds.))Part I

      巻: LNCS 6675 ページ: 287-296

    • DOI

      10.1007/978-3-642-21105-8_34

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Phase Reduction Method for Weakly Coupled stochastic Oscillator Systems2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ichiki, Y.D.Sato
    • 雑誌名

      ISNN 2011(In D.Liu et al.(Eds.))Part I

      巻: LNCS 6675 ページ: 251-259

    • DOI

      10.1007/978-3-642-21105-8_30

    • 査読あり
  • [学会発表] 神経振動子の発火特性に関する数理解析II2012

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 神経振動子の発火特性に関する数理解析2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, H.Cateau
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] 海馬CA3培養スライス自発活動の統計的性質を再現したネットワークモデル2011

    • 著者名/発表者名
      Y.D.Sato, T.Samura, H.Hayashi, Y.Ikegaya
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [備考] 九工大-FIAS共同研究契約更新:研究課題「Software and Hardware Developments for a Brain Style Visual Object Recognition System」(2011年5月-2012年3月)

    • URL

      http://www.brain.kyutech.ac.jp/~sato-y/

  • [備考] Frankfurt Institute for Advanced studies (FIAS)より,研究者2名を招聘し,九工大-FIAS合同ワークショップ(2012年2月8日)を開催

  • [備考] 2012年3月16-18日,DAAD友の会日独フォーラムで,日独学術研究交流活動の一環として,日独ワークショップ開催事業を報告

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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