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スパイキングニューラルネットワークによる高次元最適化問題の解法とその専用回路開発

使用尖峰神经网络解决高维优化问题并开发专用电路

基本信息

批准号：
22K12200
负责人：
佐々木智志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shonan Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

2022年度では、主として以下に関する研究を進めた。(1) 提案したスパイキングニューラルネットワークのダイナミクスに基づく粒子群最適化手法(OSNNs)の理論解析を行った。OSNNsを構成するスパイキングニューロン(発振器)は、その探索軌道が良好な解候補から徐々に離れていく振る舞いと、スパイク条件を満たしたときに内部状態を良好な解候補の付近にリセットする振る舞いを有する。パラメータによって発振器がカオス的な振る舞いや周期的な振る舞いをする条件の理論解析を行った。次に、発振器の探索軌道が存在するパラメータ条件を理論解析により明らかにし、理論解析結果を数値実験により実証している。このパラメータ条件は、発振器の探索が良好な解候補付近から発散しないことを保証することができる。(2) OSNNsの発振器ネットワークにおける発振器同士の同期・非同期的な振る舞いの理論解析に基づいて、解くべき問題の解空間の景観と同期・非同期的な振る舞いを引き起こす代表的なパラメータ条件との関係性の調査を実施した。数値実験の結果より、解くべき問題の解空間の景観に対する有望なパラメータ領域を提案している。このようなパラメータ領域からパラメータを優先的に選択することで解くべき問題に対するOSNNsのパラメータ設定を効率的に行うことができる。(3) OSNNsの発振器ネットワークにおいて、発振器同士の結合を粒子間だけでなく解空間の次元間に拡張した。このモデルでは、異なる次元を探索する発振器同士の探索を非同期的にすることが可能であるため、変数間に依存関係のない多峰性の景観を持つ問題を解くときに有効であることを数値実験により示している。今後は、発振器同士の同期・非同期的な振る舞いが探索性能に与える影響やそのパラメータ条件を明らかにすることと、高次元な最適化問題を解くためのOSNNsの改良手法を提案していく。

In 2022, the following research projects will be carried out. (1)A theoretical analysis of particle swarm optimization (OSNNs) is proposed. OSNNs are composed of good solution candidates and good vibration conditions. A theoretical analysis of the conditions for the oscillation of the oscillator and the periodic oscillation Second, the exploration orbit of the oscillator exists, and the theoretical analysis results are numerically verified. The condition of the vibration detector is that the vibration detector is a good candidate for the vibration detector. (2)Theoretical analysis of synchronous and asynchronous vibration of OSNNs generator, solution of spatial and synchronous vibration of OSNNs generator, investigation of relationship between synchronous and asynchronous vibration of OSNNs generator and its representative. Number of results, solution space, background, and expected field proposals This is the first time that we've had a problem with OSNs, and we've had a problem with OSNs. (3)OSNNs 'vibration generator is composed of particles and particles, and the vibration generator is composed of particles. The problem of multiple peaks in the scene is solved by solving the problem of multiple peaks in the dependence relationship between the two numbers. In the future, the simultaneous and asynchronous vibration of the oscillator will be explored. The improvement method of the OSNs will be proposed.