ブックタイトルGSIS_2019

概要

GSIS_2019

応用情報科学専攻Department of Applied Information Sciences66■研究キーワード■■KEYWORDS ■Our brain is a highly-structured but very complex network of a vast number of biological neurons. Thebrain is established on a completely different information processing principle from that of current digitalcomputers, realizing its high cognitive performance through a physicochemical system.We are working on a novel high-performance, highly-efficient, flexible, and robust “brainmorphic”computing paradigm. In particular, we focus on information processing through physical complexnetworkeddynamical process. Towards the final goal, we are developing integrated circuit and devicetechnologies suitable for the brain-inspired computer systems such as VLSI technologies for highdimensionalchaotic networks and large-scale complex systems, VLSI circuits and architectures for ultralow-power asynchronous neural network systems, and compact and low-power devices/circuits foradaptive synaptic connections. At the same time, we are developing a massively-parallel brain-inspiredcomputational system architecture, in which processing and memory are not separated but integrated,and memorizing and retrieval occur at the same time. We further intend to realize an autonomousbrainmorphic computer with a sense of self and consciousness based on a complex network withdynamic change in spatiotemporal network state and structure.Brainmorphic computing system我々の脳は、非常に複雑ではあるが一定の構造を持った夥しい数の神経細胞から成るネットワークから構成されている。この大規模な物理・化学系による高度な情報処理は、デジタル計算機とは全く異なる原理で行われている。本研究室では、脳のアーキテクチャに学んだ「ブレインモルフィックコンピューティング」パラダイムを創成し、それを脳型コンピュータとして実現するための研究を進めている。特に、複雑な神経ネットワークによる物理的な高次元複雑ダイナミクスに基づく「動的プロセスによる情報処理」を、アナログ集積回路を核とした計算システムとして実装する。そのため、高次元カオス結合系や大規模複雑系集積回路実装技術、超低消費電力非同期パルスニューラルネットワーク集積回路構成技術、最先端ナノデバイスによるシナプス実装技術など、脳型コンピュータハードウェア実現のための基盤技術の開発を行っている。これと同時に、メモリとプロセッサーが一体化し、学習と記憶が同時に進行する、超並列脳型コンピュータアーキテクチャについても研究を進めている。また、相反する多様性と一貫性が共存できる複雑ダイナミクスにより低レベルの意識過程を工学的に実現することにより、自己を持つ自律的で人にやさしい脳型コンピュータの実現も目指している。ブレインモルフィックコンピューティングの創成と実装Prof.Yoshihiko Horio教 授堀尾 喜彦Brainmorphic computing ／ Brain-inspired integrated circuit system ／ Information processing through complex dynamics ／Conscious and sub-conscious processes ／ Complex system ／ Chaos ／ Nonlinear LSIブレインモルフィックコンピューティング／脳型集積回路／複雑ダイナミクスによる情報処理／意識・無意識過程／複雑系／カオス／非線形集積回路http://www.scis.riec.tohoku.ac.jp/Brain-Function Integrated Systemブレインファンクション集積学ダイナミクス/ アルゴリズム 無意識/ 意識 ハイブリッド脳型コンピュータハードウェア。組合せ最適化問題をカオス的な迷いと直感で高速に解く。Dynamics/algorithm sub-conscious/conscious hybrid brain-inspired computer hardware, whichefficiently solves combinatorial optimization problems through chaotic wanderings and inspirations.