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2013 年度 実績報告書

同時摂動学習則を用いた高次元ニューラルネットワークの提案とハードウェア化

研究課題

研究課題/領域番号 23500290
研究機関関西大学

研究代表者

前田 裕  関西大学, システム理工学部, 教授 (60209393)

キーワードニューラルネットワーク / 同時摂動 / クリフォード代数 / ハードウェア / FPGA / 制御
研究概要

つぎの各研究成果が得られた。
1.高次元ニューラルネットワークのための同時摂動学習則の性能評価に関して、収束率と収束速度を中心に、その性能について検討を行った。複素ニューラルネットワーク、四元数ニューラルネットワークおよび八元数ニューラルネットワークともに、バックプロパゲーション法とほぼ同等の性能を有すること分かった。
2.FPGAによる複素ニューラルネットワークの実現に関しては、同時摂動を学習法として用いた、パルス密度表現による複素ニューラルネットワークのFPGAへの実装を行った。FPGAにより試作したシステムによる実験を行った結果、2次元上の点の回転、縮小問題に対する実行結果を得た。学習機能を含めた試作システムの動作が確認できた。8つの学習点を学習させる縮小問題を提案システムで実行した結果、20000回の学習に80MHzのクロックで約346秒を要した。
3.高次元ニューラルネットワークの応用に関して、複素ニューラルネットワークと四元数ニューラルネットワークを考え、それぞれ、2次元上の移動を伴うSCARAロボットと3次元ロボットへの制御問題について実験を行った。高次元ニューラルネットワークがSCARAロボットと3次元ロボットの逆キネマティクスを学習することができることを確認した。また、汎化能力についても確認し、高次元ニューラルネットワークがロボットの制御器として用いることができることを確認した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] Learning of Inverse-Kinematics for Robot Using High Dimensional Neural Networks2013

    • 著者名/発表者名
      T. Fujiwara, Y.Maeda, H.Ito
    • 学会等名
      SICE Annual Conference
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      20130914-20130917
  • [学会発表] Data Embedding for Digital Audio Data Using Known Information2013

    • 著者名/発表者名
      K.Terada, Y.Maeda
    • 学会等名
      8th International Symposium in Science and Technology
    • 発表場所
      Kansai University
    • 年月日
      20130821-20130823
  • [学会発表] Neuro-Controller Using Simultaneous Perturbation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda
    • 学会等名
      14th WSEAS International Conference on NEURAL NETWORKS
    • 発表場所
      Valencia
    • 年月日
      20130806-20130808
    • 招待講演
  • [学会発表] 複素ニューラルネットワークのFPGA実現2013

    • 著者名/発表者名
      安藤充弥, 前田裕, 伊藤秀隆
    • 学会等名
      第57回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      兵庫県民会館
    • 年月日
      20130515-20130517
  • [学会発表] カメラ動作を備えたキャリブレーションフリーロボットシステム2013

    • 著者名/発表者名
      横田崇博, 伊藤秀隆, 前田裕
    • 学会等名
      第14回自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2013-12-19
  • [学会発表] Learning of Inverse-Kinematics for Robot Using Quaternion Neural Network2013

    • 著者名/発表者名
      H.Fujiwara, Y.Maeda
    • 学会等名
      8th International Symposium in Science and Technology
    • 発表場所
      Kansai University
    • 年月日
      2013-08-22
  • [学会発表] Robot Control Using 2D Visual Information Via Database2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, H. Ito
    • 学会等名
      The Second International Conference on Intelligent Systems and Applications
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 年月日
      2013-04-23

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公開日: 2015-05-28  

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