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人工脳システム

国内特許コード P160012901
整理番号 1569
掲載日 2016年4月14日
出願番号 特願2014-148370
公開番号 特開2016-024637
出願日 平成26年7月19日(2014.7.19)
公開日 平成28年2月8日(2016.2.8)
発明者
  • 内藤 健
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 人工脳システム
発明の概要 【課題】より自然で、創造性のある情報処理の実現を可能にした人工脳システムを提供する。
【解決手段】6つのニューロンx11,x12,x13,x21,x22,x23を、シナプスS~Sで互いに接続した基本神経回路10を備える。基本神経回路10は、ニューロンx11,x21,x22間の結び付きがトポロジカルに非対称なネットワークパターン1と、ニューロンx12,x13,x21,x22,x23間の結び付きがトポロジカルに対称なネットワークパターン2,3が融合して構成され、ニューロンx23は、基本神経回路10を流れる電気信号の強度を抑制する抑制ニューロンとなる。ニューロンx11,x12,x13,x21,x22,x23の全てに対し、外部からの入力信号をそれぞれ取り込ませる信号入力手段20と、外部へ出力信号をそれぞれ出力させる信号出力手段24とを備える。
【選択図】図5
従来技術、競合技術の概要


人工ニューラルネットワークを含む人工脳システムに関して、様々なモデルが提唱されている。例えば非特許文献1に記述されているように、G.Edelmanらの研究グループは、Neural Darwinismによる学習を取り入れた人工脳システムを創出した。その他にも、例えば非特許文献2,3に示すような人工頭脳コンピュータが多く存在する。



しかし、既存の人工脳システムとして、例えばカオス型や再帰型の人工ニューラルネットワークは、基本的に答の存在する問題に対して、高速の計算をさせるものでしかなかった。



また近年は、ニューロンパターンの繋がりを解明する試みがなされている(非特許文献4を参照)。しかし、ネットワークの複雑さのために、標準パターンは見つかっていない。

産業上の利用分野


本発明は、寿命のない創造発展的な人工脳システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
3つ以上の複数のニューロンと、前記複数のニューロンのうち少なくとも3つのニューロンを常に接続する回路内シナプスとからなる基本神経回路を備え、
前記基本神経回路は、前記回路内シナプスによる前記ニューロン間の結び付きがトポロジカルに非対称なネットワークパターンと、前記ニューロン間の結び付きがトポロジカルに対称なネットワークパターンが融合して構成され、
前記複数のニューロンのうち少なくとも1つのニューロンは、前記基本神経回路を流れる電気信号の強度を抑制する抑制ニューロンとして構成され、
前記電気信号の強度にランダム或いはランダムに近い計時変化が含まれるように前記回路内シナプスが構成され、
前記複数のニューロンのすべてまたは一部に外部からの入力信号をそれぞれ取り込ませる信号入力手段と、
前記複数のニューロンのすべてまたは一部に外部へ出力信号をそれぞれ出力させる信号出力手段と、を備えていることを特徴とする人工脳システム。

【請求項2】
前記ニューロンが時刻Nに発する電気信号の強度をxNij(但し、i,jは前記ニューロンを識別する添え字であり、i=1~2,j=1~3とする。)とし、
前記ニューロン同士の結合強度を特徴付けるパラメータをαijとし、
電気信号の強度を抑制する程度を制御するためのパラメータをξijとし、
前記ニューロンに入力する電気信号の強度の消費速度を特徴つけるパラメータをεijとし、
電気信号の強度の散逸を表すパラメータをφとし、
ヘビサイド関数をδで表し、
次の数1に示す○の中に×がついた記号(以下、×で表す)が2つの小さな方の値を表す場合には、q>1であり、記号×が積として定義される場合には、q>2であり、前記パラメータαij,ξij,εij,φは定数だけでなく、時間変化をしない定数を含む決定論的時間変化の項αij,ξij,εij,φと、ランダム或はランダムに近い確率論的時間変化の項α’ij,ξ’ij,ε’ij,φ’との和であり、
前記項αij,ξij,εij,φや前記項α’ij,ξ’ij,ε’ij,φ’は、それらのそれぞれの内3つまでは0であることも可能としたときに、
前記ニューロンから発する電気信号の時間変化が、次の数1によって定まることを特徴とする請求項1記載の人工脳システム。
【数1】



【請求項3】
前記複数のニューロンの少なくとも1つがニューロン群であり、前記ニューロン群は複数のニューロンを互いにニューロン内シナプスで接続して構成されることを特徴とする請求項1または2記載の人工脳システム。

【請求項4】
前記基本神経回路を複数接続した複合神経回路を備え、前記基本神経回路を互いに接続する回路間シナプスのうち、少なくとも1対の前記回路間シナプスがトポロジカルに交差して構成されることを特徴とする請求項1~3の何れか一つに記載の人工脳システム。

【請求項5】
前記ニューロンが発散若しくはダウンしないように、前記回路内シナプス、前記ニューロン内シナプス、または前記回路間シナプスの結合強度をそれまでよりも弱くするか、弱くする時間帯を設ける構成としたことを特徴とする請求項1~4の何れか一つに記載の人工脳システム。

【請求項6】
前記ニューロン群が前記基本神経回路で構成されることを特徴とする請求項3記載の人工脳システム。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2014148370thum.jpg
出願権利状態 公開
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