論文 - 伊達 章
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Configurational encoding of complex visual forms by single neurons of monkey temporal cortex 査読あり
Yasushi Miyashita, Akira Date, Hiroyuki Okuno
Neuropsychologia 31 ( 10 ) 1119 - 1131 1993年10月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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可変閾値をもつランダム対称結合神経回路の平衡状態の数 査読あり
伊達章，倉田耕治，甘利俊一
日本応用数理学会論文誌 6 ( 1 ) 15 - 28 1996年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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On the temporal resolution of neural activity 国際共著
Akira Date, Elie Bienenstock and Stuart Geman
Technical Report, Division of Applied Mathematics, Brown University, Providence, RI 1998年5月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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On the number of equilibrium states in weakly coupled random networks 査読あり 国際共著
A.Date, C.-R. Hwang, S.-J. Sheu
Statistics and Probability Letters 49 ( 3 ) 291 - 297 2000年9月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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視覚認識におけるあいまい性の除去について : 木型マルコフ確率場によるモデル化 査読あり
伊達 章
電子情報通信学会論文誌. D-II 87 ( 8 ) 1697 - 1706 2004年8月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：社団法人電子情報通信学会
眼に映る画像を局所的に見るとその解釈はあいまいであるが,画像全体としての解釈があいまいであることはない.これは外界のモデルを人間が学習により獲得しており,それをもとに,もっともらしい解釈づけを行っているからである.これは,脳内の視覚情報処理において,視覚入力から前向きのみならず逆向性の信号が重要な役割を果たしていると考えられている理由でもある.本論文では,あいまい性を保ちながら前向き処理を進め,逆向きの処理であいまい性を解消するモデルを提案する.モデルとして,階層的な知識構造を表現できる木型マルコフ確率場を用い,単純に結合した領域のモデル化を行った.モデルの性質を画像修復の問題を通して調べ,1)各素子は局所的にしか結合していないが大域的な関係をモデル化できること,2)逆向性信号の破壊によりモデルの性能が低下すること,などを示し,視覚認識における部分-全体関係,前向き・逆向性信号の役割に対する理解の具体例を示す.
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SOMとニューラルガスの直積モデルによるロボットの位置と向きの情報の分離 査読あり
伊達 章, 倉田 耕治
電子情報通信学会論文誌. D-II 87 ( 7 ) 1529 - 1538 2004年7月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：社団法人電子情報通信学会
部屋の中を自由に動くロボットからの視覚時系列信号から,ロボットの位置と向きの情報を分離して抽出する神経回路モデルを提案する.本モデルは2次元の神経場(素子面)を環状に並べた3次元構造をもち,学習アルゴリズムは,各素子面内ではニューラルガス,環状方向には自己組織マップ(SOM)の性質をもつ.計算機シミュレーションにより,視覚入力からロボットの位置と向きの情報を抽出できることを示し,学習アルゴリズムの有効性を確認した.
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Random attractors for initial memory codes 査読あり
Akira Date
Proceedings of the 1997 International Conference on Neural Networks 1221 - 1226 1997年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）
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多次元の内部状態をもつ素子による学習と推論
伊達 章, 吉田 諒介
電子情報通信学会技術研究報告 （IBISML 2023-51） 123 ( 410 ) 79 - 85 2024年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
本研究では，神経細胞のモデルとして，多入力1出力という意味では従来の素子モデルと同じであるが，それとは異なり，多次元の状態をもつ素子から構成される回路を考える．この素子（ブリックとよぶ）は，もともとは離散多値をとっていた素子を，多次元のベクトルで表現し，その各成分を連続値化したものである．これにより出力や内部状態変数の微分が可能になり，ブリックを構成要素とする回路を自動微分機能を用い容易に学習できるようになる．ブリックは，樹状突起上の情報処理を簡略化した，神経細胞のモデルでもある．このブリックをいくつか組み合わせたモデルを用い，学習と推論について簡単な計算機実験を行った．回路を構成するパラメータ数が少ない，各ブリックは内部状態としては多次元の情報をもつが出力値は1次元である，にもかかわらず望ましい入出力関係を学習することができるなど，不思議な点が多いことを紹介したい．
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情報分離による複雑型細胞受容野の自己組織的形成モデル 査読あり
伊達 章, 倉田 耕治
電子情報通信学会論文誌. D-II 88 ( 2 ) 211 - 217 2005年2月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：社団法人電子情報通信学会
物体の向き, 位置, 大きさなどによらない不変な認識が脳内でどのように実現されているかは不明な点が多い.大脳の視覚一次野(V1)には, 網膜に投影された像のある程度の大きさの領域内であればどの場所に線分が提示されても反応する複雑型細胞と呼ばれる細胞があり, 物体の見え方に不変な認識に重要な役割を担っていると考えられている.この複雑型細胞がもつ性質は, 神経活動の時間的持続性を利用したヘブ学習(トレース学習)により説明されてきた.本論文では, 従来のモデルで示された結果と同等な性質を, トレース学習なしに実現できるモデルを提案する.本モデルは, 外側漆状核(LGN)と視覚一次野の単純型細胞及び複雑型細胞の神経活動をそれぞれモデル化したE層, S層及びC層からなり, C層の各素子がE層とS層から入力を受け学習により選択性を獲得する.学習アルゴリズムとして, E層とC層の間には反ヘブ学習, S層とC層間には自己組織マップ(SOM)型のヘブ学習を用いた.このモデルを使い, 複雑型細胞のもつ位置不変な選択性が獲得できることを計算機実験により確認した.最後に, 本モデルの特徴を情報分離技術の観点から述べる.
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ランダム対称結合神経回路網の神経細胞モデル依存特性 査読あり
伊達章
日本応用数理学会論文誌 7 ( 2 ) 97 - 106 1997年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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自己テストにより高次素子を追加し学習する自己組織化モデル
伊達 章, 花井 俊介
電子情報通信学会技術研究報告 （IBIS2018-100） 118 ( 284 ) 419 - 424 2018年11月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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ニューラルネットが「分かる」とは: 暴力的ではないアプローチ 査読あり
伊達 章
夏のプログラミング・シンポジウム2016「教育・学習」報告集 2017年1月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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構成性システムとその手書き文字認識への応用について
伊達 章，窪田 光，山田 雄輔
電子情報通信学会技術研究報告 116 ( 259 ) 19 - 24 2016年10月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
S. Geman の構成性システム（Composition Systems）を紹介し，それを手書き文字認識への応用した Huang (2001) を追実験した結果を紹介する．このシステムは，画像理解にも使える確率的生成モデルであり，「物事をできるだけひとまとめにして解釈しよう」とする人のパターン認識に顕著な性質を，確率分布を用い数学的に定式化したものである．有望な手法であるが，未だ広く使われるには至っていない．このことについても考察する．
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ボルツマンマシンを応用したトポグラフィックマッピングの形成モデルについて (ニューロコンピューティング)
伊達 章, 倉田 耕治
電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報 112 ( 480 ) 203 - 208 2013年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
本稿では,筆者の一人が25年前に提案したボルツマンマシン神経場[1]について論じる.ボルツマンマシンは,理論的には見通しがよいもののシミュレーションには膨大な時間がかかる場合が多い.これは致命的な欠点であるが,モデルが2部グラフの構造をもつ場合については.Hintonらにより克服されつつある[2-5].2層からなる倉田(1988)の神経場モデルは,第2層の各素子が側抑制型の結合をもつため,Hintonらの学習アルゴリズムをそのままの形では適用できない.そこで,第2層には孤立局在興奮パターンしか出現しないとういう制約を付け加え,各素子を確率的に動作させることなく学習を進めるアルゴリズムを開発した.学習のダイナミクスを追いかけることができたのでその結果を報告する.
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神経振動子場における局在振動の位相同期に関する研究 査読あり
宮田 龍太, 伊達 章, 倉田 耕治
知能と情報 : 日本知能情報ファジィ学会誌 : journal of Japan Society for Fuzzy Theory and Intelligent Informatics 23 ( 2 ) 243 - 253 2011年4月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：日本知能情報ファジィ学会
これまで神経場のダイナミクスに関する研究が数多くされてきた．特に，局在興奮をもつ神経場は自己組織化マップ（SOM，Self-Organizing Map）のアルゴリズムの基礎をなしている．そこで我々は神経振動子場に着目し，局在振動をもつ３層の神経振動子場のモデルを提案する．２つのメキシカンハット型層内結合をもつ神経振動子場は１つないし２つ以上の局在振動を外部入力の複数の極大付近に安定して保持し，また各局在振動内では同位相に，そして異なる局在振動間では位相差を最大にするように位相を引き込むことがわかった．この神経振動子場は，情報分離に伴う結び付け問題を解く振動子型SOMの構成要素になりうる．
DOI： 10.3156/jsoft.23.243
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想起の成否が容易に判別できる Hopfield 2008 連想記憶モデルの簡略化
伊達 章, 山本 浩史
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 108 ( 480 ) 399 - 404 2009年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
想起の成否が容易に判別できる画期的な連想記憶モデルが2008年に発表されている.このモデルは,構造をもつ興奮パターンを,0,1の二値のみをとる結合係数の中に埋め込み,区分線形関数をニューロンの活動度関数として利用している点が,通常の連想記憶モデルとは異なる.それぞれの変更点は単純であるが,このうち,どの点が本質的であるか明らかにするため,各変更点について分析をおこなった.本報告では,もとの連続値連続時間モデルを単純な2値離散時間モデルに簡略化しても,想起の成否を容易に判別する性質は維持できることを示す.
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On the distribution of posterior probability in bayesian inference with a large number of observations 査読あり
Akira Date
Artificial Life and Robotics 13 ( 2 ) 517 - 521 2009年3月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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A property of neural networks of associative memory models with replacing units 査読あり
Akira Date, Koji Kurata
Artificial Life and Robotics 12 291 - 294 2008年
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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A model of complex cell development by information separation 査読あり
Date A., Kurata K.
Systems and Computers in Japan 38 ( 7 ) 76 - 83 2007年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Systems and Computers in Japan
Neurons in the primary visual cortex (V1) of primates are selective for location, orientation, and spatial frequency. Among them, complex cells are characterized by their selectivity to orientation and spatial frequency while lacking sensitivity to position or phase tuning (dark/bright line center) within a restricted range. The development of the shift invariance property of complex cells has been successfully explained by the temporal trace learning which takes advantage of the temporal coherence of visual stimuli (P. Földiák, Neural Computation 1991;3:194). We have carried out mathematical modeling of complex cell development without temporal trace mechanism. The model network consists of three layers of E, S, and C layer which model excitatory cells in LGN or VI, and simple cells, and complex cells in VI, respectively. Neurons in layer E have position selectivity, and neurons in layer S are line detectors for a specific position. During the learning phase, the network is exposed to randomly located short oriented bars, and neurons in layer C self-organize its selectivity to the inputs. The learning rules are Hebbian or SOM (self-organizing map) type between layers S and C, and anti-Hebbian between layers E and C by which neurons are forced to represent uncorrelated aspect of the inputs. We demonstrate that neurons in layer C learn invariance to shift in input position. Our model explains complex cell development in terms of the principle of information separation. © 2007 Wiley Periodicals, Inc.
DOI： 10.1002/scj.20483
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Iterative use of a pair of the self-organizing maps looking at data in two different ways 査読あり
Akira Date, Koji Kurata
Proceedings of the Eleventh International Symposium on Artificial Life and Robotics 811 - 814 2006年1月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）
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On the resolution of local ambiguity in visual recognition: modeling by tree structured Markov random fields 査読あり
Akira Date
Systems and Computers in Japan 36 ( 14 ) 21 - 31 2005年12月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Separation of position and direction information of robots by a product model of self-organizing map and neural gas 査読あり
Akira Date, Koji Kurata
Systems and Computers in Japan 36 ( 11 ) 1 - 11 2005年10月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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An information theoretic analysis of 256-channel EEG recordings: Mutual information and measurement selection problem 査読あり
Akira Date
Proceedings of the 3rd International Conference on Independent Component Analysis and Blind Signal Separation 185 - 188 2001年12月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）
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A statistical technique for the detection of fine temporal structure in multi-neuronal spike trains 国際共著
Akira Date, Elie Bienenstock and Stuart Geman
Society for Neuroscience Abstracts 25 ( 2 ) 1411 1999年
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：英語 掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）
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人工知能の数理：高校数学からの本格的なアプローチ 招待あり
伊達 章
特定非営利活動法人TECUM主催 Summer Workshop 2024 講義用テキスト 1 - 57 2024年8月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
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直線・平面・超平面の方程式：法線ベクトルの役割
伊達 章
数理教育のロゴスとプラクシス2024年5月号 27 - 36 2024年5月
担当区分：筆頭著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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ボルツマンマシンと自己組織化 招待あり
伊達 章，倉田 耕治
Clinical Neuroscience 34 885 - 888 2016年8月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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構成性システムとその認識アルゴリズムについて
窪田 光, 山田 雄輔, 伊達 章
火の国情報シンポジウム2016講演論文集 CD 2016年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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多層線形神経回路における学習ダイナミックス
長谷 泰宏, 伊達 章
火の国情報シンポジウム2016講演論文集 CD 2016年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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2層連想記憶モデルの記憶負荷と形成される内部表現について
伊達 章, 朝長 健, 倉田 耕治
第25回 日本神経回路学会 全国大会 (JNNS2015)講演論文集 72 - 73 2015年9月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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高次元自己組織化マップはパターン識別にどのくらい有効か
伊達 章， 倉田耕治
第16回自己組織化マップ研究会2015講演論文集 P.4-1 - P.4-4 2015年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）
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確率的生成モデルによる現実世界のモデル化：もっと線形代数と確率統計を！
伊達 章
第17回明治大学理工学部数理教育セミナー論稿集 2015年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）
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数学の理解とその説明の仕方について
伊達 章
明治大学理工学部数理教育シンポジウム2013予稿集 2013年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）
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メトロノームの同期現象＋
伊達章
偏微分方程式と現象：PDEs and Phenomena in Miyazaki 2010 報告集 2011年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）
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伊達 章
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 109 ( 461 ) 285 - 290 2010年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
画像,音声,自然言語,塩基配列などの大規模データに対し,確率モデルを構築し,認識,予測など確率推論を行なうことが,計算機性能の急速な向上に伴い可能になってきた.ペイズ推論の本質の一つは,データを観測した後の事後確率分布の利用にあるが,その分布の構造については不明な,点が多い.一般的な議論は難しいが,分布が奇妙な構造をもつことは十分考えられる.本研究では,事後確率分布から多数のサンプルを生成することで,事後確率分布の構造を反映した推定量を求めることを試みる.単純な隠れマルコフモデルを用いて計算機実験をおこなった結果をもとに,その有効性を議論する.
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神経振動子場における局在振動の位相同調に関する研究 査読あり
宮田 龍太, 伊達 章, 倉田 耕治
第19回インテリジェント・システム・シンポジウム (FAN 2009)論文集 25 - 30 2009年9月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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宮田 龍太, 伊達 章, 倉田 耕治
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 109 ( 53 ) 13 - 18 2009年5月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
情報分離に伴って生じる結び付け問題の解決策として,認識細胞の興奮が振動的で,同対象を認識する細胞同士の振動が同位相であることで情報の結び付きを表現しているという同期仮説を,二つの自己組織神経場モデルによる情報分離モデルに導入するための基礎研究を行った.二つのメキシカンハット結合をもつ振動子場が,外部入力の極大付近に二つの局在振動を安定に保持し,各局在振動内では同位相に,局在振動間では逆位相に引き込むことを示した.
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Date A.
Artificial Life and Robotics 13 ( 2 ) 517 - 521 2009年3月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Artificial Life and Robotics
Probabilistic generative models work in many applications of image analysis and speech recognition. In general, there is an observation vector y and a state vector x, and a joint dependency structure among them. The object of interest is, given y, the most likely configuration x MAP and its posterior distribution. In practice, the exact value of the posterior probability of x MAP is hard to obtain, especially when there is a large number of observed variables. Here we analyze the distribution of posterior probabilities of x MAP when there are N = 200-1000 observations. We used a probabilistic model with simple linear dependency structure in which the exact value of the posterior probability of x MAP is obtainable. Computer experiments show that even identical models generate a variety of posterior distributions, which suggest difficulties in understanding the meaning of posterior probability. Finally, by computing P(x* y)'s where x*'s are neighbors of x MAP , we propose a method of knowing whether the x MAP is reliable even when the posterior probability P(x MAP y) is small. © International Symposium on Artificial Life and Robotics (ISAROB). 2009.
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神経振動子場における複数の局在振動
伊達 章, 倉田 耕治
リズム現象の研究会 IV 2009年1月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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On the distribution of posterior probability in Bayesian inference with a large number of observations 査読あり
Akira Date
Proceedings of the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics 877 - 880 2008年2月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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A property of associative memory models with replacing units 査読あり
Date A., Kurata K.
Proceedings of the 12th International Symposium on Artificial Life and Robotis, AROB 12th'07 210 - 213 2007年12月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Proceedings of the 12th International Symposium on Artificial Life and Robotis, AROB 12th'07
This paper describes a property of associative memory networks in which a number of units are replaced when the networks learn. In our network, every time the network learns a new item or pattern, a number of neurons die and the same number of neurons are born. It is shown that the memory capacity of the network depends on the number of replaced units, and that the memory capacity is maximized when the number of replaced units is optimal. The optimal number of replaced units is small and seems to be independent of the network size. Although our model was not motivated by higher nervous function, the results suggest that small number of newly born neurons might be optimal in some sense for the distributed memory system. ©ISAROB 2007.
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gnuplotを用いた「自己組織化マップ」学習ダイナミックスの理解
伊達 章
電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 105 ( 130 ) 43 - 48 2005年6月
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会
数理モデルを学習する際, はじめにその振る舞いを計算機シミュレーションにより大雑把に掴んでおくと, 数学的な性質についても理解が進みやすい.神経回路モデルの場合, 最近では, Matlabが教育に限らず研究においても使いやすいため利用されている.しかし, 価格が高いため誰でも利用できるわけではない.そこで, 神経回路網モデルの演習に利用できるソフトウェアを作成した.今回, そのうちgnuplotを利用した自己組織化マップ(SOM)の教材を紹介する.現在, 様々な大学で神経回路モデル関係の講義がおこなわれているが, この教材を通して大学の教員間にネットワークを作り, 講義で共通に使える有用な教材を蓄積していきたいと考えている.講義のページはhttp://www.cs.miyazaki-u.ac.jp/~date/lectures/2005neural/index.htmlにある.
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脳の計算機構 ボトムアップ・トップダウンのダイナミクス 招待あり
伊達 章
日本神経回路学会誌 12 ( 4 ) 254 - 254 2005年
担当区分：筆頭著者, 責任著者 記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Japanese Neural Network Society
DOI： 10.3902/jnns.12.254
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顔検出システム MACAO & FacePoint 査読あり
飯尾淳，伊達章
Linux Conference 抄録集 1 ( CP-02 ) 2003年10月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）