アクティブ人工神経回路に基づく最適化システムプラットホーム開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23500291
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 仙台高等専門学校
• 研究代表者: 早川 吉弘 仙台高等専門学校, 情報システム工学科, 教授 (20250847)
• 研究分担者: 中島 康治 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60125622)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ニューラルネットワーク / 組合せ最適化問題 / アクティブ / 負性抵抗 / GUI

研究概要

人工神経回路網を用いた組み合わせ最適化問題解法を目的とする実用化システムに関する研究であり次の成果を得た。１）我々が提案したアクティブニューロンモデルをベースに、実用的な問題の代表例である巡回セールスマン問題の正解を確実に得られる、高次結合ネットワークを提案し、さらに、高速計算を目標にDS-NETへと拡張を行った。２）並列計算アルゴリズムの適用を目的に、GPGPU利用とモジュラーニューラルネットワークを提案することにより、計算時間の大幅な短縮成功した。３）システム設計の為のGUI設計支援ツールにいてWEBベースで動作可能なプロトタイプアプリケーションを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] 逆関数遅延ネットワークを用いた最適化問題解探索の為の高次形式エネルギー関数設計法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 曽田尚宏, 早川吉弘, 佐藤茂雄, 中島康治
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌A 巻: vol. J96-A, no. 1 ページ: 12-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Method of Solving Combinatorial Optimization Problems with Stochastic Effects (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sota, Yoshihiro Hayakawa, Shigeo Sato and Koji Nakajima
  • 雑誌名: ICONIP 巻: Part III, LNCS 7064 ページ: 389-394
  • 査読あり
• [雑誌論文] An application of higher order connection to inverse function delayed network (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sota, Yoshihiro Hayakawa, Shigeo Sato and Koji Nakajima
  • 雑誌名: Nonlinear Theory and Its Application, IEICE 巻: Vol.2, No.2 ページ: 180-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Modular Neural Network for Parallel Computation
  • 著者名/発表者名: Y. Hayakawa, D. Sasaki and K. Nakajima
  • 雑誌名: Proceedings of the 2012 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications ページ: 723-726
  • 査読あり
• [学会発表] DS-net とIDL モデルを用いた最適化問題解探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊裕斗, 早川吉弘, 佐藤茂雄, 中島康治
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 倶知安(NLP2013-137 , pp. 45-50)
  • 年月日: 20140100
• [学会発表] 異なる時定数を有するモジュラーニューラルネットワークの性能調査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 添野里衣子, 早川吉弘(仙台高専)
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟(ISS 特別企画「学生ポスターセッション」, ISS-P232, pp.97)
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] DS-net を用いたTSP 極小値の不安定化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥田光, 早川吉弘(仙台高専)
  • 学会等名: 2014年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 新潟(ISS 特別企画「学生ポスターセッション」, ISS-P233, pp.98)
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] DS-net とアクティブニューロンモデルの有効性の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 早川吉弘, 奥田光, 渡邊裕斗, 中島康治
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 高松(NLP2013-102 , pp. 159-164)
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] GPU を用いた高機能ニューラルネットワークの高速計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹野航太, 早川吉弘
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会
  • 発表場所: 高松(NLP2013-103 , pp. 165-168)
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] DS-net における逆関数ゼロ遅延(IDL)モデルの有効性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊裕斗, 早川吉弘, 佐藤茂雄, 中島康治
  • 学会等名: 電子情報通信学会2013年ソサエティ大会
  • 発表場所: 福岡(A-2-11)
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] マルチGPU を用いたモジュラーニューラルネットワーク (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹野航太・早川吉弘(仙台高専)
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 逆関数ゼロ遅延(IDL)ネットワーク (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊裕斗(東北大)・早川吉弘(仙台高専)・佐藤茂雄・中島康治(東北大)
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜(A-2-29)
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] モジュラーニューラルネットワークの収束性の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 添野里衣子, 早川吉弘(仙台高専)
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜(ISS 特別企画「学生ポスターセッション」, ISS-P304, pp.146)
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 制約条件と目的関数を分離したTSP 用ニューロシステムの検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奥田光, 早川吉弘(仙台高専)
  • 学会等名: 2013年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岐阜(ISS 特別企画「学生ポスターセッション」, ISS-P305, pp.147)
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 逆関数ゼロ遅延(IDL)ネットワーク (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊裕斗, 早川吉弘, 佐藤茂雄, 中島康治
  • 学会等名: 電子情報通信学会2013年総合大会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] GPGPU を用いたモジュラーニューラルネットワーク (2012)
  • 著者名/発表者名: 丹野航太, 早川吉弘
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会ソサイアティ大会
  • 発表場所: 富山(A-2-6)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 高次結合ネットワークによる最適化問題解探索の為のエネルギー関数設計法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 曽田尚宏, 早川吉弘, 佐藤茂雄, 中島康治
  • 学会等名: 信学技報
  • 発表場所: 長崎(NLP2011-148(2012-3), pp.39-44)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] GPU を用いたニューラルネットワークの高速計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丹野航太・早川吉弘
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 逆関数遅延モデルを用いたモジュラーニューラルネットワーク (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木大輔・早川吉弘
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 学位論文審査会スケジューリング問題とその解探査システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 曽田尚宏(東北大)・早川吉弘(仙台高専)・佐藤茂雄・中島康治
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山(D-2-9)
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 組み合わせ最適化問題用ニューラルネットワーク設計支援システム (2011)
  • 著者名/発表者名: 小田川祐太, 早川吉弘, 中島康治
  • 学会等名: 平成23年電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] Higher Order Connections Network with Stochastic Logic for Optimization Problems (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Sota, Yoshihiro Hayakawa, Shigeo Sato and Koji Nakajima
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-08-26