講演名 2017-10-07
スモールワールド性を有するエコーステートネットワークのロバストな記憶容量
河合 祐司(阪大), 朴 志勲(阪大), 浅田 稔(阪大),
PDFダウンロードページ PDFダウンロードページへ
抄録(和) ヒトの脳皮質の神経ネットワークにはスモールワールド (SW) 性が存在するが,我々の知る限り,その構造的性質が神経情報処理にどのように寄与するかは明らかでない.本研究では,エコーステートネットワーク (ESN) にSW構造を導入したSW-ESNの記憶容量を評価することで,脳のSW性の役割を構成的に明らかにすることを目的とする.今回,ESNにおける入出力ノードの数を少なく制限し,その入力ノードと出力ノードの位置を分離し,また,入力ノードに雑音を加える条件で実験した.その結果,入出力ノードを分離した場合でもSW-ESNの記憶容量は維持され,また,この記憶容量はランダム結合のESNのものより大きく,かつ,入力ノードの雑音に対してよりロバストであることがわかった.したがって,入力に雑音がある場合や入出力が空間的に分離した場合であっても,入出力間でより大きな記憶容量をネットワークが有するために,SW性が必要といえる.
抄録(英) A small-world (SW) topology was found in the cortical neural connectivity. However, the role of the topology in neural information processing has been left unclear. We investigate the memory capacity of an echo state network (ESN) within the SW topology. In order to elucidate the potential of the SW topology, we limit the number of the input and output nodes in the ESN, segregate output nodes from input ones, and add noise to input nodes. The SW-ESN maintained the memory capacity even when the input and output nodes were segregated. This memory capacity was larger and more robust against the input noise than that of the ESN with random connectivity. These results suggest that the SW topology is essential for holding large memory capacity between input and output regions under sensor noise.
キーワード(和) エコーステートネットワーク / スモールワールドネットワーク / リザーバコンピューティング / リカレントニューラルネットワーク / 記憶容量
キーワード(英) echo state network / small-world network / reservoir computing / recurrent neural network / memory capacity
資料番号 NC2017-20
発行日 2017-09-30 (NC)

研究会情報
研究会 MBE / NC
開催期間 2017/10/7(から1日開催)
開催地(和) 大阪電気通信大学
開催地(英) Osaka Electro-Communication University
テーマ(和) ME,一般
テーマ(英) ME, general
委員長氏名(和) 中島 一樹(富山大) / 萩原 将文(慶大)
委員長氏名(英) Kazuki Nakajima(Univ. of Toyama) / Masafumi Hagiwara(Keio Univ.)
副委員長氏名(和) 京相 雅樹(東京都市大) / 平田 豊(中部大)
副委員長氏名(英) Masaki Kyoso(TCU) / Yutaka Hirata(Chubu Univ.)
幹事氏名(和) 高野 博史(富山県立大) / 永岡 隆(近畿大) / 青西 亨(東工大) / 吉川 大弘(名大)
幹事氏名(英) Hironobu Takano(Toyama Pref. Univ.) / Takashi Nagaoka(Kindai Univ.) / Toru Aonishi(Tokyo Inst. of Tech.) / Tomohiro Yoshikawa(Nagoya Univ.)
幹事補佐氏名(和) 金 主賢(富山大) / 小林 匠(横国大) / 篠沢 佳久(慶大) / 稲垣 圭一郎(中部大)
幹事補佐氏名(英) Kim Juhyon(Univ. of Toyama) / Takumi Kobayashi(YNU) / Yoshihisa Shinozawa(Keio Univ.) / Keiichiro Inagaki(Chubu Univ.)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Technical Committee on ME and Bio Cybernetics / Technical Committee on Neurocomputing
本文の言語 JPN
タイトル(和) スモールワールド性を有するエコーステートネットワークのロバストな記憶容量
サブタイトル(和)
タイトル(英) Robust memory capacity in echo state networks with a small-world topology
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) エコーステートネットワーク / echo state network
キーワード(2)(和/英) スモールワールドネットワーク / small-world network
キーワード(3)(和/英) リザーバコンピューティング / reservoir computing
キーワード(4)(和/英) リカレントニューラルネットワーク / recurrent neural network
キーワード(5)(和/英) 記憶容量 / memory capacity
第 1 著者 氏名(和/英) 河合 祐司 / Yuji Kawai
第 1 著者 所属(和/英) 大阪大学(略称:阪大)
Osaka University(略称:Osaka Univ.)
第 2 著者 氏名(和/英) 朴 志勲 / Jihoon Park
第 2 著者 所属(和/英) 大阪大学(略称:阪大)
Osaka University(略称:Osaka Univ.)
第 3 著者 氏名(和/英) 浅田 稔 / Minoru Asada
第 3 著者 所属(和/英) 大阪大学(略称:阪大)
Osaka University(略称:Osaka Univ.)
発表年月日 2017-10-07
資料番号 NC2017-20
巻番号(vol) vol.117
号番号(no) NC-231
ページ範囲 pp.1-6(NC),
ページ数 6
発行日 2017-09-30 (NC)