位相縮約に基づくシリコンニューロンのダイナミカルシステムデザイン

摘要

近年，非線形システムの持つ数理構造に基づくダイナミカルシステムデザインアプローチの研究が進展している．ダイナミカルシステムデザインでは，設計対象をダイナミカルシステムとして捉え，その数理構造を解析し，所望の動作特性を再現するように，設計対象の持つ定性的特性を物理プラットフォーム上に実装する．ダイナミカルシステムデザインは，設計において着目するシステムの数理構造により，相空間軌道ベース，ポテンシャルベース，および位相応答関数ベースの手法に分けられる．本研究では，位相縮約理論の観点から，シリコンニューロンの位相応答特性に着目した設計手法について提案する．まず，先行研究におけるシリコンニューロンの位相応答特性を解析することで，設計基準を明確にする．次に，具体的な設計対象として，共振-発火型ニューロン（Resonate-and-Fire Neuron: RFN）回路の設計を行う．さらに，RFN回路を要素回路とした相互結合ネットワークを構成し，回路単体の位相応答特性が伝達遅延のあるネットワークの位相同期特性を向上させることを示す．