脳型処理における非線形ダイナミクスの研究

脳の情報処理では，カオスなどを引き起こす非線形ダイナミクスが重要な役割を果たしていると考えられます。これをハードウェア的に研究するために，パルス変調による任意関数変換原理を考案し，任意の非線形ダイナミカルシステムをLSI上で実現できることを提案しました。

電流サンプリング法による任意カオス生成回路

（2009/01）パルス位相変調信号による電流時間波形のサンプリングを用いて，任意カオス生成回路を設計・試作しました。これは，下記の電圧波形サンプリング方式に比べ，非線形波形を滑らかにする効果が強いため，デジタル回路で生成した階段状の波形からでもカオスを生成しやすいことが，試作回路により確認できました。

パルス変調方式に基づいた任意カオス生成回路

（2004/12）パルス変調による任意関数変換原理に基づき，任意カオス生成回路を設計・試作し，カオス動作を確認しました。

任意カオス生成回路コア部分と制御タイミングチャート

コア回路チップ写真（0.35μmルール）

測定波形

測定結果とそれから作成した分岐図（ロジスティックマップ）

パルス変調方式ニューラルネットワークLSI

ニューラルネットワークにおける基本演算である積和演算と非線形処理をPWM 方式により実行する回路を考案し，実チップ試作によりネットワーク動作を確認しました。

任意活性化関数を有するニューラルネットワークLSI

上記の回路を組合わせると，任意の形状の非線形活性化関数を有するニューラルネットワーク回路を構成できます。そのLSIを設計・試作して，カオティックサーチ，最適化問題求解などをチップ上で行なうことを目指しています。

（最終更新日：2009/03/21）