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タイトル: プログラマブルシリコンニューロンシステムの構築
その他のタイトル: Construction of Programmable Silicon Neuron System
著者: 関口, 康平
著者(別言語): Sekiguchi, Kohei
発行日: 2012年9月27日
抄録: 神経機能のロバストな性質やその高度な情報処理能力を人工的に再現、応用しようとする試みは古くから行われてきた。このような試みは神経科学の分野において、近年盛んに研究が行われている。とくに神経系の基本単位であるニューロンの電気生理学的機能を模倣したデバイスを開発し、実用化しようとするアプローチが存在する。このデバイスをシリコンニューロンといい、電子回路で実装される。近年, KohnoとAiharaは非線形動力学の数理的手法により、定性的神経モデルの数理構造を電子回路に親和性の高い関数でモデル化し、低消費電力なシリコンニューロンの設計手法を考案した。これはナルクラインの抽出など、数理的なテクニックを用いることで、複数の特徴的な発火パターンの選択的な生成を可能とした。このシリコンニューロンの動作には従来、大規模で精度の高い計測装置が必要であったが、将来的には、複数のシリコンニューロン回路を結合し同時に駆動させることでシリコン神経ネットワークの実現が見込まれるため、その際に大規模なシステムを採用するのは現実的でない。本研究ではシリコンニューロンチップ、マイコン、DACを1枚のコンパクトなPCBボード上に搭載し、オンボードで単独駆動が可能なプログラマブルシリコンニューロンシステムを構築した。本システムは必要十分な精度で動作し、適切なパラメータ調整によりシリコンニューロンを正常に駆動させることができる。本研究では、プログラマブルシリコンニューロンシステムを用いて、シリコンニューロンを駆動し、ClassI、IIニューロンを実現することで、本システムの有効性を確かめた。本システムは神経ネットワークへの応用として、Central Pattern Generaterの一つであるHalf Center Oscillator(HCO)を2つのシリコンニューロンの結合系として実現することを想定されており、そのために今後、HCOに特徴的なバースト発火と呼ばれるより複雑な発火パターンの生成が必要となる。
内容記述: 報告番号: ; 学位授与年月日: 2012-09-27 ; 学位の種別: 修士 ; 学位の種類: 修士(工学) ; 学位記番号: ; 研究科・専攻: 工学系研究科電気系工学専攻
URI: http://hdl.handle.net/2261/52454
出現カテゴリ:025 修士論文
1132225 修士論文(電気系工学専攻)

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