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講演抄録/キーワード
講演名 2019-03-04 16:10
IzhikvichニューロンモデルMOS回路の提案
田村祐樹守谷 哲加藤達暉櫻庭政夫堀尾喜彦佐藤茂雄東北大
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抄録 (和) 脳神経系ネットワークが行う情報処理を模倣し, より高度で低消費電力な情報処理を行える新しいハードウェアを設計するために, 計算量が少なく多様なスパイク活動を再現することが出来るIzhikevichニューロンモデルが有用である. 前回の報告では, Wijekoonらが2008年に報告したMOSトランジスタで構成されたIzhikevichモデルアナログニューロン回路を, 最先端の半導体製造プロセスで実現するために, 電源電圧を1.0Vにした時の動作をSPICEシミュレーションで解析し, 特定のスパイク活動を再現するバイアス電圧の範囲が非常に狭くなるという問題点を明らかにした. さらにその原因となる, IzhikevichニューロンモデルとニューロンMOS回路におけるダイナミクスの相違点を明らかにした. 本研究では, こうした考察により改良したIzhikevichモデルニューロン回路を新たに提案し, ヌルクライン解析とSPICEシミュレーションを用いてダイナミクスを検証した. 提案回路は先行研究のニューロン回路と同様のスパイク活動を再現しつつ, ダイナミクスはよりIzhikevichニューロンモデルに近づき, 動作可能なバイアス電圧の範囲を拡大させることに成功した. 
(英) The Izhikevich neuron model, which can reproduce various spike activities with a small amount of calculation, is indispensable to construct a new hardware for high order and low power information processing like biological neural network. In the previous report, in order to implement an Izhikevich model neuron circuit composed of MOS transistors, which has been reported by Wijekoon in 2008, using the state-of-the-art semiconductor manufacturing process, we analyzed the circuit operation by SPICE simulation assuming that supply voltage is 1.0V, and clarified the point of improvement that the bias voltage range, in which the circuit generates specific spike activities is quite limited. Furthermore, we clarified the difference the Izhikevich neuron model and the original MOS circuit, which leads to this difficulty. In this research, we propose a new Izhikevich model neuron circuit based on these findings, and investigate the circuit dynamics by null-cline analysis and SPICE simulation. The dynamics of the proposed MOS circuit becomes close to that of the Izhikevich neuron model, while preserving the same spike activities of the original MOS circuit. Thus we succeeded in expanding the bias voltage range required for desired operation.
キーワード (和) Izhikevich ニューロンモデル / アナログニューロン回路 / SPICEシミュレーション / ヌルクライン解析 / / / /  
(英) Izhikevich Neuron Model / Analog Neuron Circuit / SPICE Simulation / Null-cline Analysis / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 118, no. 470, NC2018-60, pp. 93-93, 2019年3月.
資料番号 NC2018-60 
発行日 2019-02-25 (NC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685  Online edition: ISSN 2432-6380

研究会情報
研究会 NC MBE  
開催期間 2019-03-04 - 2019-03-06 
開催地(和) 電気通信大学 
開催地(英) University of Electro Communications 
テーマ(和) NC, ME, 一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 NC 
会議コード 2019-03-NC-MBE 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) IzhikvichニューロンモデルMOS回路の提案 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Proposal of an Izhikevich Model Neuron MOS Circuit 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) Izhikevich ニューロンモデル / Izhikevich Neuron Model  
キーワード(2)(和/英) アナログニューロン回路 / Analog Neuron Circuit  
キーワード(3)(和/英) SPICEシミュレーション / SPICE Simulation  
キーワード(4)(和/英) ヌルクライン解析 / Null-cline Analysis  
キーワード(5)(和/英) /  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 田村 祐樹 / Yuki Tamura / タムラ ユウキ
第1著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 守谷 哲 / Satoshi Moriya / モリヤ サトシ
第2著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 加藤 達暉 / Tatsuki Kato / カトウ タツキ
第3著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 櫻庭 政夫 / Masao Sakuraba / サクラバ マサオ
第4著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 堀尾 喜彦 / Yoshihiko Horio / ホリオ ヨシヒコ
第5著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 佐藤 茂雄 / Shigeo Sato / サトウ シゲオ
第6著者 所属(和/英) 東北大学 (略称: 東北大)
Tohoku University (略称: Tohoku Univ.)
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講演者
発表日時 2019-03-04 16:10:00 
発表時間 25 
申込先研究会 NC 
資料番号 IEICE-NC2018-60 
巻番号(vol) IEICE-118 
号番号(no) no.470 
ページ範囲 p.93 
ページ数 IEICE-1 
発行日 IEICE-NC-2019-02-25 


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