深層学習のダイナミクスを埋め込んだ物理リザバー計算の提案

嵌入深度学习动力学的物理油藏计算建议

• 批准号: 20J12815
• 负责人: 井上 克馬
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12815/
• 关键词: リザバー計算; 物理リザバー計算; ニューロモーフィックデバイス; 非線形力学系; リカレントニューラルネットワーク; 深層学習; 機械学習

本研究では、深層学習の学習過程をダイナミクスとしてとらえ高次元力学系上に構成する汎用的な設計論の構築を目指している。同時に学習過程を力学系上に実装する際に要求される制約条件を明らかにし学習機能の本質に迫る。本年度はその第一歩として、学習過程をニューラルネットワーク上で表現するアルゴリズムの開発に注力し、そのための基礎的な評価実験を行った。その結果、単純な設定において、教師あり学習の過程をニューラルネットワークのダイナミクスとして表現することに成功した。次年度以降は、この構成アルゴリズムを基に研究をより大きく展開していく予定である。また並行して、脳活動において広く観察されるカオス現象の情報処理における役割を明らかにするために、高次元カオス力学系上にカオス的遍歴と呼ばれる非線形現象の局所的なパターンと大域的な遷移則の双方を自在に設計する手法を提案した [K. Inoue, et. al., Science Advances, 2020.]。この高次元カオス力学系の制御方法は、自発的な行動生成を行う人工知能の実装の他、物理系のカオスダイナミクスを積極的に活用するニューロモーフィックデバイスの制御に貢献することが期待される。その他、やわらかいデバイスの情報処理媒体としての潜在的な能力を評価するため、柔軟体の運動を動画像から抽出する手法を開発し、Soft robotics誌においてツールのソースコードとともに公開した [K. Inoue, et. al., Soft Robotics, 2021.]。本研究で開発されたツールはソフトロボットの運動制御のみならず軟体動物の運動抽出等にも応用でき、ソフトロボティクスや物理レザバー計算にとどまらない幅広い分野で活用されることが期待される。

In the course of this study, the students in the department of higher-order metamechanics are required to complete the program in the department of higher-order metamechanics. At the same time, the equipment equipment of the Department of process Mechanics requires that there is a clear understanding of the terms and conditions of the learning process and the mechanical capacity of the computer. In the course of this year, the first year of the year, this year, the first year of the year, the first year of the year. The results of the test, the configuration of the system, and the teaching and learning process of the system show that the system is successful. In the next year, we will start a major research program on the basis of basic research. In parallel, the activity monitoring system monitors the information system, and the information system is available in the department of mechanical science of the high-dimensional computer science department. There is a wide range of messages on the computer science department of the Department of Mechanical Science and Technology. This is an example of how both parties are free to set up a design method [K. Inoue, et. Al., Science Advances, 2020.] . The department of high-dimensional mechanics is responsible for the control method, the self-generated action generation system, the artificial knowledge system, and the physics department. The physics department is very active in the application of the system. Please listen to him and the media for your potential abilities. You can learn about the potential abilities of the media. You can learn about the potential abilities of the media. You can learn about the potential abilities of the media. You can draw out the portraits of the soft body. You can draw the pictures out of the picture. You can use the tools to open the picture. The Soft robotics will be open to the public. [K. Inoue, et. Al., Soft Robotics, 2021.] . The purpose of this study is to determine the effectiveness of the system, such as the extraction of physical materials, the calculation of physical properties, and so on.

项目成果

高次元カオスを活用したカオス的遍歴の設計手法の提案

提出一种利用高维混沌的混沌行程设计方法