アナログ回路の非線形特性を活用した脳型インメモリ計算の開拓

项目来源

日本学术振兴会基金(JSPS)

项目主持人

酒見 悠介

项目受资助机构

千葉工業大学

项目编号

25K00148

立项年度

2025

立项时间

未公开

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

18720000.00日元

学科

ソフトコンピューティング関連

学科代码

未公开

基金类别

基盤研究(B)

关键词

インメモリ計算回路 ; アナログ演算 ; スパイキングニューラルネットワーク ; 非理想的特性 ;

参与者

岡本有司;信川創

参与机构

千葉工業大学,数理工学研究センター;京都大学,医学研究科;千葉工業大学,情報変革科学部

项目标书摘要:Outline of Research at the Start:インメモリ計算(IMC)回路は、アナログ回路で構成されており、深層学習を最も高い電力効率で計算できる次世代の人工知能(AI)ハードウェアとして注目されている。IMC回路の電力効率をさらに向上させるためには、回路の微細化が鍵を握っているが、微細化に伴う非線形特性や特性ばらつきなどの非理想的特性の影響によって、その設計は困難である。一方、脳においては、ニューロンやシナプスといった構成単位が複雑な非線形特性を持ち、その特性を活用した情報処理が行われている。本研究では、この脳の仕組みに着目し、アナログ回路の非理想的特性、とくに非線形特性を積極的に活用した脳型IMC回路の確立を目指す。

  • 排序方式:
  • 1
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  • 1.Learning the Simplest Neural ODE

    • 关键词:
    • Deep neural networks;Diffeomorphic;Generative model;Gradient's methods;Neural ordinary differential equation;Nonconvex optimization;One-dimensional;Physical information;Simple++;System-identification;Time series forecasting
    • Okamoto, Yuji;Takeuchi, Tomoya;Sakemi, Yusuke
    • 《2025 SICE Festival with Annual Conference, SICE FES 2025》
    • 2025年
    • September 9, 2025 - September 12, 2025
    • Chiang Mai, Thailand
    • 会议

    Since the advent of the 'Neural Ordinary Differential Equation (Neural ODE)' paper[1], learning ODEs with deep learning has been applied to system identification, time-series forecasting, and related areas. Exploiting the diffeomorphic nature of ODE solution maps, neural ODEs have also enabled their use in generative modeling. Despite the rich potential to incorporate various kinds of physical information, training Neural ODEs remains challenging in practice. This study demonstrates, through the simplest one-dimensional linear model, why training Neural ODEs is difficult. We then propose a new stabilization method and provide an analytical convergence analysis. The insights and techniques presented here serve as a concise tutorial for researchers beginning work on Neural ODEs. © 2025 The Society of Instrument and Control Engineers - SICE.

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