波動の伝播と干渉を利用した三次元超並列計算に関する研究

利用波传播与干涉的三维大规模并行计算研究

• 批准号: 09875091
• 负责人: 熊沢 逸夫
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875091/
• 关键词: 波動; 干渉; 神経回路モデル; 超並列計算; 積和演算; 音波; 圧電デバイス; 光

本課題では、三次元空間内に配置された波源から発せられる波動の伝播と干渉を利用して、神経回路網モデルを構築し、ハードウェアの試作とソフトウェア上のシミュレーションを通じて、その計算能力を確認した。当初計画では、1cm程度の波長の表面弾性波を用いて、16程度の素子を含む15cm程度のサイズのシステムを試作することを目指したが、製作技術に不備があったため、表面弾性波より扱いやすい、音波を利用し、40cm四方のハードウェアを試作した。波源として圧電デバイス、受信器として小型マイクロホンを使用し、AND、OR、EXOR、2進四則演算等の基本演算を音波の干渉を利用して実現できることを明らかにした。実験を通じて、素子特性の個体差による影響、周囲雑音、反射の影響などが明らかとなったため、今後はより安定な波動媒体として、光を用いるハードウェアを構築する予定である。光の場合、干渉性を利用することが難しいため、波長の違いにより正負の量を区別するなどの工夫が必要になると予想される。

This project aims to identify the communication and computing power of the system in the three dimensional space, such as the configuration of the wave source, the transmission of the signal ratio, the utilization of the signal, the construction of the network of the neural network, the test of the system's failure, and the determination of the system's computing power. At first, we planned to try out the surface acoustic wave with wavelength of 1 cm, the element with wavelength of 16 cm, and the surface acoustic wave with wavelength of 15cm. The basic algorithms such as AND, OR, EXOR and binary arithmetic are used to realize the interference of sound waves. The influence of individual differences in the characteristics of the elements, the influence of periodic sounds, the influence of reflections, the influence of future stability, the influence of fluctuations in the media, and the influence of light on the structure of the elements are predetermined. The time required to distinguish between light and interference is necessary.

项目成果

田中 賢: "再帰型高次結合ニューラルネットワークによる文脈自由言語の学習" 情報処理学会論文誌. Vol.38. 971-979 (1997)

Ken Tanaka：“使用循环高阶连接神经网络学习上下文无关语言”日本信息处理学会汇刊第 38 卷 971-979（1997 年）。

I.Kumazawa: "Computation of Weighted Sum by Physical Wave Properties-Coding Problems by Unit Positions" Proceedings of ICANNGA97. (1997)

I.Kumazawa：“通过物理波属性计算加权和 - 按单元位置的编码问题”ICANNGA97 会议记录。

I.Kumazawa(分担): "Studies in Perception and Action IV" L.E.Erlbaum,Mahwah,N.J, 377 (1997)

I.Kumazawa（贡献者）：“感知与行动研究 IV”L.E.Erlbaum，Mahwah，N.J，377 (1997)

S.L.Funk: "Features of figure-ground separation : Contours,axes,corners and junctions" Intelligence and Neuroscience,Research Triangle Park. (1997)

S.L.Funk：“图形与地面分离的特征：轮廓、轴、角和连接点”智能与神经科学，三角研究园。

熊沢逸夫: "波動の相互干渉による Neural Computing: 素子配置パターンによる問題のコーディング" 電子情報通信学会,ニューロコンピューティング研究会. NC96-170. 115-122 (1997)

Ituo Kumazawa：“通过波的相互干扰进行神经计算：通过元素排列模式编码问题”IEICE，神经计算研究组（1997）。