スパイキングニューロンによる群知能の実現と新展開

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656252
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 通信・ネットワーク工学
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 坪根 正 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (50334694)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 最適化 / 群知能 / 非線形力学系 / スパイキングニューロン

研究概要

本研究では，群知能によって様々な問題の最適化を行うための非線形手法を開発し，スパイキングニューロンによるハードウェア化を目指し，工学的応用へ向けた考察を行うことを目的とした．そこで，決定論的力学系に支配される粒子による群知能最適化手法をスパイキングニューロンで実現し，群知能による最適化手法をモデル化した．本システムは非同期型の離散時間ニューロンモデルを基礎としおり，カオスダイナミクスを利用した探索動作により，従来よりも簡素な系で高性能な最適化手法の実現に成功した．さらにFPGA等での実装を容易にするための整数型の決定論的粒子群最適化手法を実現し，高速に動作させれることを示した．

研究成果

• [学会発表] An idea of Novel Optimizer using Swarm of Chaotic Dynamical Particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of 2013 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2011)
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] 区分定数発振器に基づいた離散粒子群最適化手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗田裕弥, 山仲芳和, 坪根正
  • 学会等名: 電子情報通信学会非線形問題研究会, 信学技報
  • 発表場所: (NLP2013-26)
  • 年月日: 2013-07-08
• [学会発表] A Basic Concept of Particle Swarm Optimization based on Chaos Spike Oscillator (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of the 2012 IEEE Workshop on Nonlinear Circuit Networks
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] A Basic Study on Particle Swarm Optimization Based on Chaotic Spike Oscillator Dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Yamanaka and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of International Conference on Neural Infomation Processing 2012, partIII, LNCS7665
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] Stability Transformation Method for Unstable Periodic Orbits and Its Realization (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawai Yuki and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of Third International Workshop on Nonlinear Maps and their Applications (NOMA)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Control of Inter-Spike-Interval Density of Piecewise -Constant Chaotic Spiking Oscillator with Dead-Time (2011)
  • 著者名/発表者名: Tahahiro Aoki and Tadashi Tsubone
  • 学会等名: Proc. of 20th European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD)
  • 年月日: 2011-08-29