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Dynamical system analysis for physical reservoir computing using limit cycles

使用极限环进行物理油藏计算的动力系统分析

基本信息

批准号：
22KJ1786
负责人：
明石望洋
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度の主な研究実施事項は、1.リミットサイクルの情報処理能力の理論解析、における解析手法・研究動向の調査と、2.実モデルであるスピントロニクスデバイスと空気圧人工筋肉の情報処理への活用、における数値解析と実機実験である。一つ目の項目について、ニューラルネットワークの力学系埋込能力を、力学系における位相共役の理論に着目して研究を行う受入研究者の指導学生の隔週セミナーに参加して、同アプローチとその周辺研究のポテンシャルと適用制限の調査を行った。また、共同研究者の該当分野に関する輪読セミナーや各種研究集会への参加を通じて、関連研究を行う国内外の研究者と活発な意見交換を行った。二つ目の項目に関して、リミットサイクルの情報処理能力の解析とそれを踏まえた活用法の考案を行った。スピントルク発信器による物理レザバー計算に関して、自身の先行研究では、単一素子による情報処理能力の解析を行っていたが、新たに多素子結合系のフレームワークを提案した。多素子結合系においては結合強度や入力強度を調整することで、リミットサイクルに限らないカオスを含んだ多様な分岐現象を呈することを発見した。更に、それらの分岐に誘導される情報処理能力を記憶容量や有効次元といった一般的指標による解析で評価し、単一素子系を大幅に上回る情報処理能力を持ち得ることを示した。そして、提案したフレームワークにより、ウェアラブルデバイスのセンサー時系列処理の実世界タスクを実際に解けることを示した。本結果は国際会議における発表と、自身が筆頭著者の学術雑誌論文としての出版の成果を得た。また、空気圧人工筋肉において、物理レザバー計算を適用することで、リミットサイクルやカオスといった多様なダイナミクス、更にはこれらを含んだ分岐構造といったより大域的な力学系の構造を埋め込み可能なことを実機実験により明らかにした。この結果は国内会議で発表した。

This year, the main research project, 1. The theoretical analysis of the ability of emotion and reason, the analysis of the method of analysis, the study of the direction and direction of movement, and the analysis of the ability of emotion and reason. Please tell me how to use the artificial muscle in the air, how to use it, how to use it, and how to analyze the machine. The following items are required: the Department of Mechanics, and the Department of Mechanics. Researchers and co-researchers participate in the exchange of opinions and opinions among researchers both at home and abroad. In the second part of the project, there is an analysis of the reasonable ability of the project and the examination of the active usage. In this paper, we use the information device to calculate the data in physics, to study in advance, to analyze the ability to be reasonable, and to propose a proposal for the combination of multi-element subsystems. The multi-element combination system combines the strength, the strength. There are several dimensions in the system, such as the analysis of data, the ability of understanding, the ability of reason, the ability of reason, the ability of reason and the ability of reason. Information, proposals, information, information, etc. The results show that the international conference has published a series of tables, and its own authors have published academic journals and journals. The mechanical engineering department of the Department of Mechanics, which is responsible for the production of mechanical equipment, the mechanical engineering department of the department of mechanics in the field of mechanical engineering, the department of mechanics in the field of mechanical engineering in the field of mechanical engineering, the mechanical engineering department of the department of mechanical science, which is responsible for the construction of mechanical equipment, the mechanical engineering department of the department of mechanics, which is responsible for the use of mechanical equipment, the mechanical engineering department of the department of mechanics, which is responsible for the construction of the mechanical equipment, the mechanical engineering department, the mechanical mechanics department, the The results show that the table of the domestic meeting is in full swing.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Bifurcations and information-processing capability in physical reservoir computing: Case studies of pneumatic artificial muscles and spintronics devices

物理储层计算中的分岔和信息处理能力：气动人造肌肉和自旋电子设备的案例研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nozomi Akashi;Yasuo Kuniyoshi;Sumito Tsunegi;Tomohiro Taniguchi;Jo Takemoto;Mitsuhiro Nishida;Ryo Sakurai;Yasumichi Wakao;Kenji Kawashima;Kohei Nakajima
通讯作者：
Kohei Nakajima

Self-organization of physics-informed mechanisms in recurrent neural networks: a case study in pneumatic artificial muscles

循环神经网络中物理信息机制的自组织：气动人造肌肉的案例研究