• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

間主観の形式化を支援するための分散推論機構とセンサーネットワークへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 25540101
研究機関大阪大学

研究代表者

沼尾 正行  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30198551)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード間主観 / 論理型言語 / 分散推論 / 帰納論理プログラミング / FPGA / センサーネットワーク
研究実績の概要

分散配置されたハードウェアのネットワーク全体で、高階の述語計算を行う方法を提案した。高階の述語を両辺に持つ規則で書き換える機構を実現するのに、計算ノード上にスイッチ、状態記憶と演算回路を配置する。規則中のリテラルLi, Ri が、「(引数1, …,引数p)」と記述されるとする。通常、引数1に述語名を書くが、変数を置くことで高階の柔軟な処理をする。ルールの形式は、「 L1, …, Lm :- R1, …, Rn. 」とする。この形の規則を注意深く記述することで、各種の論理や代数の計算が行える。エキスパートシステムで用いられたプロダクションシステムに似ているが、作業記憶を分散配置することで、分散システムにも適した方法となる。またこの方法によれば、センサネットワークのセンサ間で信憑の候補をやりとりすることが可能になる。すなわち、セマンティックセンサネットワークの構築が容易となる。
申請者の所属する大阪大学産業科学研究所では、ベルギーのルーベンカトリック大学が運営するimec と共同で、次世代エレクトロニクス技術の開発を進めている。本年度は、imec の生物系の研究者との共同研究を行い、ネズミの脳のデータについての論文を共同出版した。また、ルーベンカトリック大学のコンピュータ科学科には、論理と機械学習の専門家が多く在籍している。これらの研究者と共同研究を行うため、ルーベンカトリック大学およびそれと隣接するimec を訪問した。また、国際ワークショップに合わせ、ルーベンカトリック大学の研究者が来日した機会をとらえて、議論を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度から、哲学的背景も含めた事柄についての議論を行った。また、応用事例として、センサネットワークについての考察を行い、論文を出版した。
人の推論は神経のネットワークで行われている。神経のネットワークが言語の記号処理を行っていることになり、本研究の提案とのアナロジーが考察できる。人の推論は、最初のうちは意識的で、ぎこちなく、効率が悪い。何度も似たような推論を繰り返しているうちに、神経ネットワークのトポロジーが変化し、スムーズな処理が行えるようになる。本研究の機構でも、最初のネットワーク上で解釈実行をすると、ハードウェアのネットワークとシミュレートしているネットワークの間の構造が乖離し、動作効率は低くなる。そこで、ハードウェアのネットワークを処理対象のネットワークに合わせて再構築し、適切なトポロジーのネットワークを構築する手法を検討する。このため、imec の生物系の研究者との共同研究を行った。今後は、それを生かして、ネズミの脳のデータについての検討を続ける。
新しい課題として、音楽の和音進行の評価機構についても議論を行い、自動作曲への応用を検討した。計算機構については、細かな課題に取り組んでおり、研究を続けていく。以上の通り、本研究は当初の予想通りに進展している。

今後の研究の推進方策

現在のFPGAの多くは動作中にも再構成可能であり、そこから「再構成可能計算(reconfigurable computing)」という考え方も生まれている。それを拠り所に、FPGA上のネットワークの再構築についての考察を進める。
純粋な論理推論だけでは、実問題を解決することはできず、何らかの方法で推論の制御が必要である。節の組合せに重みを導入し、推論を調整することが重要である。その手法を考察し、確率プログラミング、確率推論や機械学習の成果の導入を検討する。規則や論理記述の書き換えなどの操作を重みの調整により、行う手法についても考察する。機械学習手法の一つである「帰納論理プログラミング」分野にも、本手法により新しいパラダイムを提供する。従来の計算機環境との補完関係を確立するため、手続き型言語との相互インタフェースについても検討する。外国旅費と国内旅費を用いた訪問と成果発表を続ける。
本研究の原型となる研究は、かなり前に行っているが、あまり評価されてこなかった。その理由は、推論機構を考察するばかりで、次についての主張がはっきりせず、研究の意味が伝わらなかったことによると考えている。(1) 従来の論理型言語の計算モデルに代えて、本手法を提案することの意義について、知識表現などの背景を含めた主張を公表していなかった。(2)応用を見越した研究の動機付けが明確に伝わらなかった。(3)効率よく実現するためのハードウェア構成を含めた見通しについて、考えを明確にしてこなかった。本研究を挑戦的萌芽研究として開始したのは、これらを明確にすること自体がかなり挑戦的なテーマだからある。そのことに配慮して、研究を続ける。

次年度使用額が生じた理由

研究成果の発表などを行い、さらに成果を得るために、予算の繰り越しを行った。

次年度使用額の使用計画

研究成果の検証と発表を行う。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件)

  • [国際共同研究] ルーベン・カトリック大学/imec(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      ルーベン・カトリック大学/imec
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Kernel density compression for real-time Bayesian encoding/decoding of unsorted hippocampal spikes2016

    • 著者名/発表者名
      Danaipat Sodkomkham, Davide Ciliberti, Matthew A. Wilson, Ken-ichi Fukui, Koichi Moriyama, Masayuki Numao, and Fabian Kloosterman
    • 雑誌名

      Knowledge-Based Systems

      巻: 94 ページ: 1-12

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuous Music-emotion Recognition Based on Electroencephalogram2016

    • 著者名/発表者名
      Nattapong Thammasan, Koichi Moriyama, Ken-ichi Fukui, and Masayuki Numao
    • 雑誌名

      IEICE Transactions

      巻: 94 ページ: 1234-1241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Familiarity effects in EEG-based emotion recognition2016

    • 著者名/発表者名
      Nattapong Thammasan, Koichi Moriyama, Ken-ichi Fukui, and Masayuki Numao
    • 雑誌名

      Brain Informatics

      巻: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s40708-016-0051-5

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi