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Cognitive sensing system where machines perform machine learning

机器执行机器学习的认知传感系统

基本信息

批准号：
22K18289
负责人：
土屋智由
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はsilicon-on-insulator（SOI)ウエハ上に単一の微小電気機械システム（MEMS）非線形振動子を作製し、これを物理リザバーとして機械学習のベンチマークタスクを実施し、機械学習が可能であることを示しました。そして、振動子の非線形振動応答特性と機械学習性能を比較して最適な動作ポイント、そのメカニズムについて考察しました。SOIウエハに製作した両端支持梁からなる非線形振動子は梁の張力による剛性によって硬化ばね特性を有し、共振点付近で振動応答特性にヒステリシスを示しました。この応答特性を利用した物理リザバーを構築し、短期記憶、パリティタスクによるベンチマークを実施し、それぞれ短期記憶、非線形演算能力を確認し、機械学習が可能であることを示しました。そのうえで、振動子の振動特性、特に振動子の動作周波数と入力データの保持時間が学習性能に及ぼす影響を調べました。その結果、応答振幅にヒステリシスが生じる領域、特に不安定領域で記憶性能が他よりも良くなる傾向と線形、非線形記憶性能の高性能領域が相補的に存在することを確認しました。これらは物理リザバーで広く知られる経験則と一致していました。これらのことはMMEMS非線形振動子が物理リザバーとして良く機能していることを示しており、今後の研究に必要な最適な動作点、振動子の設計論の知見が得られました。これらを踏まえて、非線形振動子アレイや加速度センサを一体化した非線形振動子を製作し、これらについてもベンチマークタスクを実施し、機械学習が可能であることを確認しました。

This year's silicon-on-insulator (SOI) non-linear oscillator on the microelectromechanical system (MEMS) Moving child production, これをphysics and mechanical learningークタスクを実士し、Mechanical learning is possible and it is possible.そして, the non-linear vibration response characteristics of the oscillator and the mechanical learning performance are compared with the して optimal motion ポイント, そのメカニズムについて inspection しました. SOI ウエハにProduction した両End support beam からなるNon-linear vibrator はBeam のtension によるrigid によIt has the characteristics of hardening and vibration, and the resonance point is close and the vibration response characteristics are the same.この応 Answer Characteristics: Utilize したphysical リザバーを construction, short-term memory, パリティタスクによるベンチマークを実事し, それぞれ short-term memory, non-linear calculation ability をconfirmation, and mechanical learning がpossibility であることを Demonstration しました. The vibration characteristics of the oscillator, the operating frequency of the special oscillator, the input force, the holding time, the learning performance, and the influence of the oscillator on the oscillator.そのRESULTS, 応respond amplitude にヒステリシスが生じる domain, special に unstable domain, memory performance がhis よりもgood The company's tendencies are in the high-performance field of linear and non-linear memory performance, which are complementary to each other.これらはPHYSICAL リザバーで広く知られる経験之为 unanimous していました.これらのことはMMEMS non-linear oscillatorがphysical リザバーとして好くfunctionalityしていることをThe optimal operating point is necessary for future research, and the design theory of the oscillator is clearly understood.これらを stepping on the まえて, non-linear vibrator アレイや acceleration センサを integrated non-linear oscillator を production し,これらについてもベンチマークタスクを実士し, machine learning がpossible であることをconfirmation しました.