| 講演名 | 2012-10-05 位相縮約に基づくシリコンニューロンのダイナミカルシステムデザイン(ニューロコンピューティングの実装及び人間科学のための解析・モデル化,一般) 中田 一紀, 三浦 佳二, 浅井 哲也, |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | 近年,非線形システムの持つ数理構造に基づくダイナミカルシステムデザインアプローチの研究が進展している.ダイナミカルシステムデザインでは,設計対象をダイナミカルシステムとして捉え,その数理構造を解析し,所望の動作特性を再現するように,設計対象の持つ定性的特性を物理プラットフォーム上に実装する.ダイナミカルシステムデザインは,設計において着目するシステムの数理構造により,相空間軌道ベース,ポテンシャルベース,および位相応答関数ベースの手法に分けられる.本研究では,位相縮約理論の観点から,シリコンニューロンの位相応答特性に着目した設計手法について提案する.まず,先行研究におけるシリコンニューロンの位相応答特性を解析することで,設計基準を明確にする.次に,具体的な設計対象として,共振-発火型ニューロン(Resonate-and-Fire Neuron;RFN)回路の設計を行う.さらに,RFN回路を要素回路とした相互結合ネットワークを構成し,回路単体の位相応答特性が伝達遅延のあるネットワークの位相同期特性を向上させることを示す. |
| 抄録(英) | Recently, dynamical systems design approaches based the mathematical structure of nonlinear systems have been developed. In the dynamical systems design, the mathematical structure of target devices and circuits are analyzed as a dynamical system, and the qualitative nature of the devices and circuits are implemented to reproduce desirable dynamical behaviors on a practical physical platform. In terms of the mathematical structures embedded in the devices and circuits, the dynamical systems approaches can be classified as: the phase plane and nullcline-based design, the potential based design, and the phase response curve-based design. In this report, we apply the third approach to designing silicon neurons (SiNs) from the viewpoint of the phase reduction theory. Firstly we clarify design criteria by analyzing the phase response properties of various SiNs presented in previous works. Secondly, we design the resonate-and-fire neuron (RFN) circuit as a specific target SiN according to the criteria. Finally, we show that the synchronization properties of a fully-connected network of the RFN circuits with transmission delays can be improved by tuning the phase response properties of the element circuit. |
| キーワード(和) | シリコンニューロン / ダイナミカルシステムデザイン / 位相縮約 / 共振-発火型ニューロン回路 / 位相同期 |
| キーワード(英) | Silicon neuron (SiN) / Dynamical systems design / Phase reduction / Resonate-and-fire neuron (RFN) circuit / Phase synchronization |
| 資料番号 | NC2012-60 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC |
|---|---|
| 開催期間 | 2012/9/27(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Neurocomputing (NC) |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 位相縮約に基づくシリコンニューロンのダイナミカルシステムデザイン(ニューロコンピューティングの実装及び人間科学のための解析・モデル化,一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Dynamical Systems Design of Silicon Neurons based on Phase Reduction Theory |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | シリコンニューロン / Silicon neuron (SiN) |
| キーワード(2)（和/英） | ダイナミカルシステムデザイン / Dynamical systems design |
| キーワード(3)（和/英） | 位相縮約 / Phase reduction |
| キーワード(4)（和/英） | 共振-発火型ニューロン回路 / Resonate-and-fire neuron (RFN) circuit |
| キーワード(5)（和/英） | 位相同期 / Phase synchronization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 中田 一紀 / Kazuki NAKADA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 九州大学稲盛フロンティア研究センター INAMORI Frontier Research Center, Kyushu University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 三浦 佳二 / Keiji MIURA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学大学院情報科学研究科 Collaborative Mathematics Research Unit, Graduate School of Information Sciences, Tohoku University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 浅井 哲也 / Tetsuya ASAI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 北海道大学大学院情報科学研究科 Graduate School of Information Science and Technology, Hokkaido University |
| 発表年月日 | 2012-10-05 |
| 資料番号 | NC2012-60 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 227 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |