| 講演名 | 2018-01-27 SAMスパイキングニューラルネットのFPGA実装に関する検討 本木 実(熊本高専), 松尾 和典(熊本高専), 新谷 洋人(熊本高専), |
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| 抄録(和) | 本稿では，SAMスパイグニューラルネットのFPGA実装における設計及び回路規模に関する実験について報告する．我々が既に提案しているSAMニューロンモデルに対する教師あり学習則は乗算器が不要な構成が可能なため，FPGAでの実装において「オンチップ学習」の構成が可能であると考えられる．設計において，IntelのQuartus Primeにて論理合成を行ったところ，乗算器の使用なしでの構成を確認することができた．3次関数近似タスクに対して，中間層ニューロン数を変化させた時の回路規模とタスクの性能について調査した結果，中間層ニューロン数に線形に比例したロジックエレメント数が必要となることが明らかとなった．また，3次関数近似タスクとしての性能は，ネットワーク構成が5:30:5の時にRMS誤差が0.025以下まで小さくできる性能であった． |
| 抄録(英) | his paper describes a design for FPGA implementation of SAM spiking neural network and experimental results of circuit resource and non-linear function approximation performances. We have already proposed a supervised training algorithm for the SAM neuron model. The algorithm has a characteristic which allows multiplierless structure, therefore, the implementation of the SAM neural network into FPGAs can be achieved as ``on-chip learning''. We confirmed that the model was able to be multiplierless structure by the logic synthesis using Quartus Prime Lite. Moreover, we inspected that circuit scales and performances of the task of 3rd degree polynomial function approximation when varying the number of the hidden neurons. As the result, it was clarified that the number of the logic elements which proportions to the number of the hidden neurons was required. In addition, the SAM network achieved a performance that RMS error was less than 0.025 when the network structure was 5:30:5. |
| キーワード(和) | スパイキングニューラルネット / SAMニューロンモデル / 教師あり学習 / FPGA / オンチップ学習 / 関数近似 |
| キーワード(英) | spiking neural network / SAM neuron model / supervised learning / FPGA / on-chip learning / function approximation |
| 資料番号 | NC2017-65 |
| 発行日 | 2018-01-19 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE / NC / NLP |
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| 開催期間 | 2018/1/26(から2日開催) |
| 開催地（和） | 九州工業大学 |
| 開催地（英） | Kyushu Institute of Technology |
| テーマ（和） | ニューロコンピューティングの実装および人間科学のための解析・モデル化, ME，一般 |
| テーマ（英） | ME, generalImplementation of Neuro Computing,Analysis and Modeling of Human Science, |
| 委員長氏名（和） | 中島 一樹(富山大) / 萩原 将文(慶大) / 安達 雅春(東京電機大) |
| 委員長氏名（英） | Kazuki Nakajima(Univ. of Toyama) / Masafumi Hagiwara(Keio Univ.) / Masaharu Adachi(Tokyo Denki Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 京相 雅樹(東京都市大) / 平田 豊(中部大) / 高橋 規一(岡山大) |
| 副委員長氏名（英） | Masaki Kyoso(TCU) / Yutaka Hirata(Chubu Univ.) / Norikazu Takahashi(Okayama 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) / 坪根 正(長岡技科大) / 山内 将行(広島工大) |
| 幹事氏名（英） | Hironobu Takano(Toyama Pref. Univ.) / Takashi Nagaoka(Kindai Univ.) / Toru Aonishi(Tokyo Inst. of Tech.) / Tomohiro Yoshikawa(Nagoya Univ.) / Tadashi Tsubone(Nagaoka Univ. of Tech.) / Masayuki Yamauchi(Hiroshima Inst. of Tech.) |
| 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) / 橘 俊宏(湘南工科大) / 木村 真之(京大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Kim Juhyon(Univ. of Toyama) / Takumi Kobayashi(YNU) / Yoshihisa Shinozawa(Keio Univ.) / Keiichiro Inagaki(Chubu Univ.) / Toshihiro Tachibana(Shonan Inst. of Tech.) / Masayuki Kimura(Kyoto 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 / Technical Committee on Nonlinear Problems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | SAMスパイキングニューラルネットのFPGA実装に関する検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A study on FPGA implementation of SAM spiking neural network |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | スパイキングニューラルネット / spiking neural network |
| キーワード(2)（和/英） | SAMニューロンモデル / SAM neuron model |
| キーワード(3)（和/英） | 教師あり学習 / supervised learning |
| キーワード(4)（和/英） | FPGA / FPGA |
| キーワード(5)（和/英） | オンチップ学習 / on-chip learning |
| キーワード(6)（和/英） | 関数近似 / function approximation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 本木 実 / Minoru Motoki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 熊本高等専門学校(略称：熊本高専) National Institute of Technology, Kumamoto College(略称：NIT, Kumamoto Col.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 松尾 和典 / Kazunori Matsuo |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 熊本高等専門学校(略称：熊本高専) National Institute of Technology, Kumamoto College(略称：NIT, Kumamoto Col.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 新谷 洋人 / Hirohito Shintani |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 熊本高等専門学校(略称：熊本高専) National Institute of Technology, Kumamoto College(略称：NIT, Kumamoto Col.) |
| 発表年月日 | 2018-01-27 |
| 資料番号 | NC2017-65 |
| 巻番号（vol） | vol.117 |
| 号番号（no） | NC-417 |
| ページ範囲 | pp.89-94(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2018-01-19 (NC) |