リザバー計算の状態空間別情報処理能力

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MAG21039,MBE21031

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 マグネティックス/【C】電子・情報・システム部門 医用・生体工学合同研究会

発行日: 2021/03/13

タイトル(英語): State-space-dependent information processing capacity for reservoir computing

著者名: 木村 武龍(東京大学),窪田 智之(東京大学),高橋 宏知(東京大学)

著者名(英語): Takeru Kimura(the University of Tokyo),Tomoyuki Kubota(the University of Tokyo),Hirokazu Takahashi(the University of Tokyo)

キーワード: リザバー計算|情報処理能力|間欠性カオス|ヒステリシス|双安定|reservoir computer|information processing capacity|intermittency chaos|hysteresis|bistability

要約(日本語): リザバー計算(RC)では,力学系を計算資源に用いる.力学系は,エコステート性(ESP)を持つ必要があるが,振動系,ヒステリシス,間欠性カオスなどはESPを持たない.本論文では,RCの性能評価指標である情報処理容量(IPC)を拡張した状態空間別IPC(ssIPC)を提案し,ssIPCがESPを満たさない系も定量できることを実証した.この結果は,従来より多様な力学系をRCに利用できることを示唆する.

要約(英語): Reservoir computing uses dynamical systems as computational resources, which are often quantified by information processing capacity (IPC). The dynamical system as a reservoir must have the echo-state property, i.e., asymptotic property of dynamics to the driving signal. However, some dynamical systems with oscillation, bistability, hysteresis, intermittent chaos, etc, do not exhibit the echo-state properties, and thereby cannot be quantified by the conventional IPC. In this paper, we propose a state-space-dependent IPC (ssIPC), which quantifies IPC in subspaces with echo-state property, and demonstrate that the ssIPC is able to quantify dynamical systems without the echo-state property. These results suggest that the reservoir computing is possible in more various dynamical systems than expected by the conventional theory.

本誌: 2021年3月16日マグネティックス/医用・生体工学合同研究会－2

本誌掲載ページ: 75-81 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,860 Kバイト