JP7779509B2 - Gel processing device and gel processing method - Google Patents
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Description
本発明は、自己学習コンピュータおよび自己学習方法に関する。 The present invention relates to a self-learning computer and a self-learning method.
一世紀の間、素粒子物理学者、天体物理学者たちは、自律的な自然(self-operating nature)は、その情報を時間構造(time structure)中に隠された幾何的形状として記述すると議論した。ファインマンは、セルオートマトン(cellular automatons)のアイデアに触発され、物理法則を変化する幾何的形状に置き換える日が来るであろうと1965年に記述している(非特許文献1)。一世紀間の歴史的な挑戦は、もう1つある。周期的事象(periodic event)をマッピングするだけで、未知のデータを学習するというアイデアは、数十年前に遡る。 For a century, particle physicists and astrophysicists have argued that self-operating nature describes its information as geometric shapes hidden in a time structure. Inspired by the idea of cellular automatons, Feynman wrote in 1965 that the laws of physics would one day be replaced by changing geometric shapes (Non-Patent Document 1). There is another historic challenge of the century: the idea of learning unknown data simply by mapping periodic events dates back several decades.
時間結晶(time crystal)として知られる、周期的事象(periodic events)、又は、ループの構造を用いて、様々な現象(例えば、脳の意識上の経験、地震、気象予報、深宇宙天体物理学的事象、市場シェア、およびウイルスの情報)をマッピングするための、理論的、実験的な、綿密な努力が1世紀に渡ってなされてきた。これらの歴史的な努力はいずれも、真に成功してはいない。 There have been a century of rigorous theoretical and experimental efforts to map various phenomena (e.g., the brain's conscious experience, earthquakes, weather forecasts, deep-space astrophysical events, market shares, and viral information) using structures of periodic events or loops known as time crystals. None of these historical efforts have been truly successful.
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その一目的は、周期的構造、又は、ループを用いて、様々な現象を記憶できる自己学習のための情報処理装置を提供することにある。 One aspect of the present invention was made in consideration of the above problems, and one of its objectives is to provide an information processing device for self-learning that can memorize various phenomena using a periodic structure or loop.
上述の目的を達成するために、自己学習のための情報処理装置は、容器と、前記容器内に配置されたゲル状材料(gelatinous material)と、前記容器の周囲に配置され、入力データに対応する電磁界を生成する、複数のアンテナとを備える。 To achieve the above-mentioned objectives, an information processing device for self-learning includes a container, a gelatinous material placed within the container, and a plurality of antennas arranged around the container to generate an electromagnetic field corresponding to input data.
上述の目的を達成するために、自己学習のための情報処理方法は、容器内に配置されるゲル状材料を準備するステップと、入力データに対応する電磁界を発生させ、前記電磁界を前記容器の周囲に配置される複数のアンテナに供給するステップとを含む。 To achieve the above-mentioned objective, an information processing method for self-learning includes the steps of preparing a gel-like material to be placed in a container, generating an electromagnetic field corresponding to input data, and supplying the electromagnetic field to multiple antennas arranged around the container.
本発明の一態様によれば、周期的事象を、特定の長さ、ピッチ、及び直径の螺旋状ナノワイヤとして、フィルタリングする(filter out)ことができる。螺旋状ナノワイヤは、周期的構造、すなわち、ループを用いて様々な現象を保持することができる。 In accordance with one aspect of the present invention, periodic events can be filtered out as helical nanowires of a specific length, pitch, and diameter. Helical nanowires can support a variety of phenomena using periodic structures, i.e., loops.
<<実施形態>>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施形態の概念的な概要および態様)
本実施形態の詳細に入る前に、本実施形態の大まかな概要およびいくつかの態様を簡単に示す。
<<Embodiment>>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Conceptual Overview and Aspects of the Embodiments
Before going into the details of the present embodiment, a high level overview and some aspects of the present embodiment will be briefly presented.
事実データ(factual data)は、空間、時間、または時空間いずれかの変化である。オートマトンは、未知の入力における、3つの属性(すなわち、空間、時間、および時空間)の基本要素、および、それらの変動規則の知見を有しないため、アルゴリズムのトレーニングが必要となる。 Factual data is either spatial, temporal, or spatiotemporal variation. Since the automaton has no knowledge of the basic elements of the three attributes (i.e., space, time, and spatiotemporal) and their variation rules in the unknown input, training of the algorithm is required.
自然は、要素の対称性または順序付けを用いて、3つの属性の莫大な(astronomical)変動を少数の構成要素に制限する。オートマトンは、幾何的形状の統計上支配的な変化(statistically dominating changes)、すなわち、自然の(in nature)重要な(key)時空間パターンを記憶し得る。 Nature uses elemental symmetry or ordering to restrict the astronomical variation of the three attributes to a small number of components. Automata can memorize statistically dominating changes in geometry, i.e., key spatiotemporal patterns in nature.
そして、オートマトンは、これらの基本構成要素の合成物(composition)として、自己学習のための情報処理をエミュレートする。単発のトレーニングによって、オートマトンは、重要な空間時間ダイナミクス(dynamics)を構成し、未知の情報を構築する規則を学習してもよい。オートマトンが記憶する規則は、基本的な空間的、時間的、および時空間的構成要素を統合することによって、全ての将来の事象を感知し、評価し、再生成する。 The automaton then emulates information processing as a composition of these basic building blocks for self-learning. With a single training session, the automaton may learn rules that organize important spatiotemporal dynamics and structure unknown information. The rules memorized by the automaton sense, evaluate, and recreate all future events by integrating the basic spatial, temporal, and spatiotemporal building blocks.
この規則は、時空間的事象のクラス内に隠された不変量(invariant)である。幼児は、猫を一度見ると、不変量を見出し、生涯を通じて、その全てのバリエーションを認識する。基本的な疑問は、重要な時空間要素と、不変量を単発で見出す、一般的な方法と、を見出し、複雑で長時間のアルゴリズムの必要性を軽減できるか否かである。 This rule is an invariant hidden within a class of spatiotemporal phenomena. A young child sees a cat once, discovers the invariant, and recognizes all its variations throughout their life. The fundamental question is whether we can find the important spatiotemporal elements and a general way to discover the invariant in a single shot, reducing the need for complex and lengthy algorithms.
AIの要求(demand)は、1919年の天体物理学での幾何動力学(geometrodynamics)の時期と著しく類似している。アインシュタインによる幾何的形状変化と時間との不可分な結合によって、アイデアは触発され、大きく発展した。一世紀の間、素粒子物理学者、天体物理学者たちは、自律的な自然は、時間構造内に隠された幾何的形状として、自己学習のための情報処理を記述する、と主張した。 The demand for AI bears striking similarities to the 1919 era of geometrodynamics in astrophysics. Einstein's inseparable connection between geometric shape-shifting and time inspired and developed the idea. For a century, particle physicists and astrophysicists argued that autonomous nature describes self-learning information processing as geometric shapes hidden within the fabric of time.
ファインマンは、セルオートマトンに触発され、物理法則を変化する幾何的形状に置き換える日が来るであろうと1965年に記述している。その提案は、分子チェッカーボードを構築することによって、検証された。分子チェッカーボードでは、類似の状態軌道によって、形成される幾何的形状が、放射と拡散(radioactivity and diffusion)、すなわち、2つの別個の物理法則を再現する(replicate)。 Inspired by cellular automata, Feynman wrote in 1965 that the laws of physics might one day be replaced by changing geometric shapes. He tested this proposal by constructing a molecular checkerboard, in which the geometric shapes formed by similar state trajectories replicate radioactivity and diffusion, two distinct laws of physics.
しかし、1世紀の間に、もう1つの歴史的発展があった。周期的事象をマッピングすることのみによって、未知のデータを学習するというアイデアは、1941年に始まった。1世紀間で目覚ましい発展がなされ、時間結晶(time crystal)として知られる、周期的事象、すなわち、ループの構造を用いて、脳の意識的経験、地震、天気予報、深宇宙天文事象、シェア市場、およびウイルスの情報(intelligence)が、理論的にマッピングされた。歴史的な取り組みはいずれも、クロックを用いて、幾何的形状を記述することを試みてはいない。発明者らは、タンパク質において、この手法が可能であることを見出した。 However, within the last century, there has been another historic development. The idea of learning unknown data solely by mapping periodic events originated in 1941. In a century of remarkable advances, the brain's conscious experience, earthquakes, weather forecasts, deep-space astronomical events, stock markets, and viral intelligence have been theoretically mapped using structures of periodic events, or loops, known as time crystals. No historical effort has attempted to use clocks to describe geometric shapes. Inventors have found this approach possible with proteins.
未知データ内の時間の構造をマッピングするオートマトンを発明するには、2つの問題に直面する。第1に、シリコン・ハードウェアの構成ブロックは、順次処理(sequential)のプロセッサである。プロセッサは、時間のスケール及び精度が共に変化するとき、多くの異なる時間スケールを有する事象をエミュレートすることはできない。第2に、教師なし学習によって、周期的事象の重なり合うループを識別するためには、相互接続されたループを別個の構造に分離するハードウェアが必要となる。 Inventing an automaton that maps the structure of time in unknown data faces two problems. First, the building blocks of silicon hardware are sequential processors. Processors cannot emulate events with many different time scales, as both the scale and precision of time vary. Second, identifying overlapping loops of periodic events through unsupervised learning requires hardware that separates interconnected loops into distinct structures.
発明者らは、有機ゲルを用いて、これら2つの問題を解決した。ゲルは、単発の教師なし学習によって、未知データ内のクロックの高度に重ね合わされた3D配置をマッピングする。クロックは幾何的形状のコーナー(corners)を構築する。 The inventors solved these two problems using an organic gel. The gel maps highly overlapping 3D arrangements of clocks in unknown data through a single, unsupervised learning process. The clocks construct the corners of geometric shapes.
ゲルは、データ全体を読み取ることも、デジタル化することもしないので、データサイズは問題とはならない。周期的特徴のみが感知され、3Dクロック集合体のように振動するゲル構造が構築される。図1に示すように、ゲルは、時間ダイナミクスの3つの層を保持する。第1に、クロックの3D集合体である。第2に、そのクロック集合体中の、未定義の時間ゾーンの2D平面ダイナミクス、すなわち、特異点である。第3に、これらの平面を結ぶラインのダイナミクスである。平面の1D線形ダイナミクスは、時空入力に無関係である。ゲルは、入力を不変の重要な幾何的形状として、学習する。この幾何的形状は、未知の幾何的変化の不変量と直接適合する。この問題は、扱いにくいクリーク(clique)問題に類似する。クリーク問題では、アルゴリズムは複雑な3D幾何的構造中に単純な2D幾何的形状を見出さなければならないが、人間はこれを即座に行う。 Because the gel does not read or digitize the entire data, data size is not an issue. Only periodic features are sensed, creating a gel structure that vibrates like a 3D clock ensemble. As shown in Figure 1, the gel maintains three layers of temporal dynamics. First, the 3D clock ensemble. Second, the 2D planar dynamics of undefined time zones within the clock ensemble, i.e., singularities. Third, the dynamics of the lines connecting these planes. The 1D linear dynamics of the planes is independent of the spatiotemporal input. The gel learns the input as an invariant, nontrivial geometric shape. This geometric shape directly matches the invariants of the unknown geometric change. This problem is similar to the intractable clique problem, in which an algorithm must find a simple 2D geometric shape within a complex 3D geometric structure; humans can do this quickly.
広範囲のデータベース分類問題を解くことにより、発明者らは、4D、5D、および6Dの時間特徴によりマッピングされた、1D、2D、および3Dの時空間入力によって、エンコードされていない入力を復元(retrieve)可能となることを見いだした。線形6Dアイデンティティを抽出することは、教師なし学習における人間の役割を軽減するための第1のステップである。
(自己学習のための情報処理装置100の構成)
以下、本実施形態に係る自己学習のための情報処理装置100について、図2を用いて説明する。図2は、自己学習のための情報処理装置(機器)100の例示的な構成の概略図である。
By solving a wide range of database classification problems, we find that 1D, 2D, and 3D spatiotemporal inputs mapped with 4D, 5D, and 6D temporal features allow for retrieval of unencoded inputs. Extracting linear 6D identities is the first step toward reducing the role of humans in unsupervised learning.
(Configuration of information processing device 100 for self-learning)
The information processing device 100 for self-learning according to this embodiment will be described below with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a schematic diagram of an exemplary configuration of the information processing device (device) 100 for self-learning.
また、自己学習のための情報処理装置100は、自己学習装置、情報処理装置、ゲルコンピュータ、または有機コンピュータと呼ばれてもよい。なお、以下に説明するように、自己学習のための情報処理装置100は、リモートで操作する自己学習の光学・磁気渦ベースの有機コンピュータとみなすことができる。 The self-learning information processing device 100 may also be referred to as a self-learning device, information processing device, gel computer, or organic computer. As described below, the self-learning information processing device 100 can be considered a remotely operated, self-learning optical and magnetic vortex-based organic computer.
図2に図示されるように、自己学習のための情報処理装置100は、変換部(conversion unit、第1変換器)110と、複数のアンテナ111-1、111-2、…、容器(container)120と、レーザ光源131と、一対の直交偏光子132と、第1レンズ133と、第2レンズ134と、第1コリメータ135と、第1ボルテックス・レンズ136と、第2ボルテックス・レンズ137と、第2コリメータ138と、第2レンズ139とを備える。また、自己学習のための情報処理装置100は、顕微鏡141およびモニタ142を備えてもよい。また、自己学習のための情報処理装置100は、撮像装置151と、別の変換部(第2変換器)152と、出力装置153とを備えてもよい。 As shown in FIG. 2, the information processing device 100 for self-learning includes a conversion unit (first converter) 110, multiple antennas 111-1, 111-2, ..., a container 120, a laser light source 131, a pair of crossed polarizers 132, a first lens 133, a second lens 134, a first collimator 135, a first vortex lens 136, a second vortex lens 137, a second collimator 138, and a second lens 139. The information processing device 100 for self-learning may also include a microscope 141 and a monitor 142. The information processing device 100 for self-learning may also include an imaging device 151, another conversion unit (second converter) 152, and an output device 153.
本実施形態に係る自己学習のための情報処理装置100では、容器120内にゲル状材料が配置されている。具体的実施例として、容器120は、その軸が重力方向に平行な円筒の形態をしている。容器120はまた、ゲル化チューブまたはゲルチューブ(GT)と呼ばれてもよい。ゲル状材料の実施例については後述する。 In the information processing device 100 for self-learning according to this embodiment, a gel-like material is disposed in the container 120. As a specific example, the container 120 has the shape of a cylinder whose axis is parallel to the direction of gravity. The container 120 may also be referred to as a gelling tube or gel tube (GT). Examples of gel-like materials will be described later.
自己学習のための情報処理装置100では複数のアンテナ111-1、111-2、…は容器120の周囲に配置される。より具体的には、全てのアンテナが容器120の周囲に、共通の水平ベース(CB)上に同心状に配置される。換言すれば、全てのアンテナは、法線ベクトルが容器120の軸に平行な実在または仮想の面上に同心状に配置される。複数のアンテナ111-1、111-2、…は、全体として、符号111で表すことができる。 In the information processing device 100 for self-learning, multiple antennas 111-1, 111-2, ... are arranged around the container 120. More specifically, all antennas are arranged concentrically around the container 120 on a common horizontal base (CB). In other words, all antennas are arranged concentrically on a real or imaginary plane whose normal vector is parallel to the axis of the container 120. The multiple antennas 111-1, 111-2, ... can be collectively represented by the reference symbol 111.
自己学習のための情報処理装置100では、変換部110が入力データを受信し、入力データを周波数信号の組に変換する。次に、変換部110は、複数のアンテナ111-1、111-2、…に周波数信号の組を供給する。複数のアンテナ111-1、111-2、…は、入力データをゲル材料(gel material)にリモートで送信する。 In the information processing device 100 for self-learning, the conversion unit 110 receives input data and converts the input data into a set of frequency signals. The conversion unit 110 then supplies the set of frequency signals to multiple antennas 111-1, 111-2, .... The multiple antennas 111-1, 111-2, ... remotely transmit the input data to a gel material.
具体的実施例として、変換部110は、周波数の関数として、典型的な長さ、ピッチ、および直径を有する螺旋状ナノワイヤ(以下に説明する)を合成するための、1以上の具体的な分子のカタログを用いて、周波数信号(入力信号)の周波数の組を決定する。入力データ中のループの時間周期(time period)は、螺旋状ナノワイヤベースのゲルの共振の最大時間および最小時間に応じて、変化する。螺旋状ナノワイヤ集合体での局所電磁エネルギー・バーストは、より高次の(higher scale)階層的な自己集合体のトリガとなる。特定のゲル材料において、各自己組織化(self-assembled)アーキテクチャの共振の上限時間と、リング周囲上での偏光、直径および位相特異点の限界値を有する、対応光学渦と、が存在する。 As a specific example, the converter 110 determines a set of frequencies for the frequency signal (input signal) using a catalog of one or more specific molecules for synthesizing helical nanowires (described below) with typical lengths, pitches, and diameters as a function of frequency. The time periods of loops in the input data vary depending on the maximum and minimum resonance times of the helical nanowire-based gel. Localized electromagnetic energy bursts in the helical nanowire assembly trigger higher-scale hierarchical self-assembly. For a particular gel material, there is an upper limit to the resonance time of each self-assembled architecture and a corresponding optical vortex with limiting values for polarization, diameter, and phase singularity around the ring.
変換部110は、メモリおよびCPU(Central Processing Unit)として実現されてもよい。このようなCPUは1以上のプログラムを実行することにより、上述した処理を実行することができる。 The conversion unit 110 may be realized as a memory and a CPU (Central Processing Unit). Such a CPU can execute one or more programs to perform the above-mentioned processing.
自己学習のための情報処理装置100によれば、以下に示すように、周期的構造やループを用いて様々な現象を記憶することができる。 The self-learning information processing device 100 can memorize various phenomena using periodic structures and loops, as shown below.
図2に示すように、具体的実施例として、自己学習のための情報処理装置100は、12個のアンテナ111-1、111-2、・・・、111-12を備えることができる。12個のアンテナの各々は、八木アンテナ(Y)であってもよい。この具体的実施例では、変換部110が入力データを受信し、入力データを12個の周波数信号FS1、FS2、・・・、FS12に変換する。次に、変換部110は、これら12個の周波数信号FS1、FS2、・・・、FS12の各々を、12個のアンテナ111-1、111-2、・・・、111-12の各々に供給することができる。すなわち、周波数信号FS1はアンテナ111-1に供給され、周波数信号FS2はアンテナ111-2に供給される。 As shown in FIG. 2, as a specific example, the information processing device 100 for self-learning may include 12 antennas 111-1, 111-2, ..., 111-12. Each of the 12 antennas may be a Yagi antenna (Y). In this specific example, the conversion unit 110 receives input data and converts the input data into 12 frequency signals FS1, FS2, ..., FS12. The conversion unit 110 can then supply each of the 12 frequency signals FS1, FS2, ..., FS12 to each of the 12 antennas 111-1, 111-2, ..., 111-12. That is, the frequency signal FS1 is supplied to the antenna 111-1, and the frequency signal FS2 is supplied to the antenna 111-2.
図2に示すように、具体的実施例として、入力データは、画像データであってもよい。本実施形態において、画像データは、複数の画像で構成されていてもよいし、動画像で構成されていてもよい。ただし、この実施例は、本実施形態を限定するものではない。具体的実施例として、入力画像データは、ピクセル値をそれぞれ有する複数のピクセルを含んでもよい。すなわち、例えば、入力画像データは、水平走査線毎に対応する複数のサブ画像に分割することができる。サブ画像のそれぞれは、複数のピクセル値を含んでもよい。 As shown in FIG. 2, as a specific example, the input data may be image data. In this embodiment, the image data may be composed of multiple images or may be composed of moving images. However, this example does not limit the present embodiment. As a specific example, the input image data may include multiple pixels, each having a pixel value. That is, for example, the input image data may be divided into multiple sub-images corresponding to each horizontal scan line. Each sub-image may include multiple pixel values.
図2に示されるように、具体的実施例として、サブ画像のそれぞれは、独立して変換部110に提供されてもよい。変換部110はサブ画像の各々を周波数信号に変換し、次いで、その周波数信号を対応するアンテナに供給することができる。図2に示されるように、例えば、変換部110は、第1の走査線のサブ画像を周波数信号FS1に変換し、次いで、周波数信号FS1を対応するアンテナ111-1に供給することができる。同様にして、変換部110は第2の走査線のサブ画像を周波数信号FS2に変換し、次いで、周波数信号FS2を対応するアンテナ111-2に供給することができる。 As shown in FIG. 2, as a specific example, each of the sub-images may be independently provided to the converter 110. The converter 110 may convert each of the sub-images into a frequency signal and then provide the frequency signal to a corresponding antenna. As shown in FIG. 2, for example, the converter 110 may convert the sub-image of the first scanning line into a frequency signal FS1 and then provide the frequency signal FS1 to the corresponding antenna 111-1. Similarly, the converter 110 may convert the sub-image of the second scanning line into a frequency signal FS2 and then provide the frequency signal FS2 to the corresponding antenna 111-2.
前述のように、画像データは入力データの一実施例に過ぎない。一般に、入力データは、音声データ、検出データ、または任意の他の形態のデータとすることができる。 As mentioned above, image data is just one example of input data. In general, input data can be audio data, sensor data, or any other form of data.
従って、変換部110は、入力データのデータ片(data piece)の各々を受信し、次いで、データ片の各々を周波数信号の組内のそれぞれの周波数信号に変換する、と表現してもよい。次いで、周波数信号の各々を複数のアンテナ111-1、111-2、・・・の各々に供給してもよい。 Thus, the conversion unit 110 may be expressed as receiving each data piece of input data and then converting each data piece into a respective frequency signal in the set of frequency signals. Each frequency signal may then be provided to each of the multiple antennas 111-1, 111-2, ...
上述のように、ゲル状材料は、容器120内に配置される。ゲル状材料は、1以上の前駆体を含む。1以上の前駆体は、複数のアンテナ111-1、111-2、・・・によって生成された電磁場によってトリガされて、自動的に成長を開始する。アンテナが溶液に入力を送るときに、ゲルに変換する前駆体の溶液を調製するために、様々な溶媒が使用される。 As described above, a gel-like material is placed in the container 120. The gel-like material includes one or more precursors. The one or more precursors begin to grow automatically when triggered by electromagnetic fields generated by the multiple antennas 111-1, 111-2, .... Various solvents are used to prepare a solution of the precursors that transforms into a gel when the antennas send power to the solution.
複数のアンテナ111-1、111-2、・・・によって生成された電磁場は、1以上の前駆体を成長させて、螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体とする。螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体の各々は、入力データ中の周期的事象または略(nearly)周期的事象の各々に対応する。 The electromagnetic fields generated by the multiple antennas 111-1, 111-2, ... grow one or more precursors into one or more clusters of helical nanowires, each of which corresponds to a periodic or nearly periodic event in the input data.
複数のアンテナ111-1、111-2、・・・は複数のアンテナ111-1、111-2、・・・が容器内に半周期的電磁場、周期的電磁場、および螺旋状電磁場の3D(三次元)分布を作り出すように配置され、螺旋状電磁場の3D分布は、入力データ内の、同様の大きさを有する変数(variable)によって作り出されたループの幾何的情報を含む。言い換えると、半周期的電磁場、周期的電磁場、および螺旋状電磁場の3D分布は、ループの幾何的形状を含み、各ループは、入力データにエンコードされた変数を表す。 The multiple antennas 111-1, 111-2, ... are arranged to create a 3D (three-dimensional) distribution of semi-periodic electromagnetic fields, periodic electromagnetic fields, and helical electromagnetic fields within the container, where the 3D distribution of the helical electromagnetic fields includes geometric information of loops created by variables of similar magnitude in the input data. In other words, the 3D distribution of the semi-periodic electromagnetic fields, periodic electromagnetic fields, and helical electromagnetic fields includes the geometric shape of loops, where each loop represents a variable encoded in the input data.
図3に関連して、上記の態様をより詳細に説明する。図3は、入射データ中の周期的事象または略周期的事象がゲル状材料中の螺旋状ナノワイヤにどのように変換され得るかを説明するための概略図である。 The above aspects are explained in more detail with reference to Figure 3, which is a schematic diagram illustrating how periodic or near-periodic events in incident data can be translated into helical nanowires in a gel-like material.
模式的実施例として、図3の第1(左端の)列に示されるように、周期的事象または略周期的事象が、入力データとして変換部110に入力される。ここで、入力データに周期性がTである隠れた振り子(pendulum)が埋め込まれているとする。上記の隠れた振り子は、入力データ中の周期的事象または略周期的事象の一実施例である。上述のように、変換部110は入力データを周波数信号の組に変換し、対応する電磁界EMが複数のアンテナ111から出力される。 As a schematic example, as shown in the first (leftmost) column of Figure 3, periodic or approximately periodic events are input as input data to the converter 110. Here, it is assumed that a hidden pendulum with periodicity T is embedded in the input data. The hidden pendulum is one example of a periodic or approximately periodic event in the input data. As described above, the converter 110 converts the input data into a set of frequency signals, and the corresponding electromagnetic fields EM are output from the multiple antennas 111.
図3の第2(左から2番目)列に示すように、容器120内のゲル状材料は、1以上のゲル化剤分子(gelator molecules、前駆体)PSを含む。前駆体PSは図3の第3列に示すように、電磁場EMによってトリガされて、成長を始める。つまり、ゲル化分子PSは、複数のアンテナから出力される電磁界EMの電界分布に応じて自己集合する。前駆体PSの集合体は、ナノワイヤの形態であってもよい。 As shown in the second (second from the left) column of FIG. 3, the gel material in the container 120 contains one or more gelator molecules (precursor) PS. The precursor PS is triggered by an electromagnetic field EM and begins to grow, as shown in the third column of FIG. 3. That is, the gelator molecules PS self-assemble in response to the electric field distribution of the electromagnetic field EM output from multiple antennas. The aggregate of precursor PS may be in the form of nanowires.
図3の第3列に示されるように、重力は、第1の期間で成長したナノワイヤNW1に作用する。その結果、ナノワイヤNW1は図3の第4列に示されるように、重力の方向に沿って、容器120内を下降する。次いで、第2の期間において、図3の第4列に示されるように、容器120内の、第1の期間に成長したナノワイヤNW1の直上で、他の前駆体PSが成長を開始する。 As shown in the third column of Figure 3, gravity acts on the nanowire NW1 grown in the first period. As a result, the nanowire NW1 moves downward within the container 120 along the direction of gravity, as shown in the fourth column of Figure 3. Then, during the second period, another precursor PS begins to grow within the container 120 directly above the nanowire NW1 grown in the first period, as shown in the fourth column of Figure 3.
上記のようにして、図3の第5列に示すように、容器120内の前駆体PSは、螺旋状ナノワイヤHNWの1以上の集合体となるように成長する。 In this manner, the precursor PS in the container 120 grows into one or more clusters of helical nanowires HNW, as shown in the fifth column of Figure 3.
ナノワイヤの形成後、後述するように、レーザを用いて情報を復元し(retrieve)、光学渦(リング)OVを形成する。第6列では、光学渦からポアンカレ(Poincare)球を構成し、最後に第7列で振子を明らかにした。光学渦は、「クロック」と称されてもよい。 After the nanowires are formed, a laser is used to retrieve the information and form an optical vortex (ring) OV, as described below. In column 6, a Poincare sphere is constructed from the optical vortex, and finally, in column 7, a pendulum is revealed. The optical vortex may also be referred to as a "clock."
上記の説明から、螺旋状ナノワイヤHNWの集合体の各々は、入力データにおける周期的事象または略周期的事象の各々に対応することが理解される。 From the above description, it can be understood that each cluster of helical nanowires (HNWs) corresponds to a periodic or near-periodic event in the input data.
図4は、入力画像データにおける典型的な周期的事象を示す。具体的には、図4が走っているチーターの時間的スナップショットを示す。チーターの1の後脚は、その動きを追跡するために境界B1によって強調される。ここで、その脚(爪)の終点は、上段のデカルト座標から下段の極座標に変換された略矩形のループB2を描く。移動しない位置(position)は、軸(pivot)として機能する。軸は、極座標の円の中心に配置される。極座標では、チーターの後脚が境界C1によって強調され、その脚の終点の周期的運動がループC2として示されている。 Figure 4 shows a typical periodic event in input image data. Specifically, Figure 4 shows a time snapshot of a running cheetah. One hind leg of the cheetah is highlighted by a boundary B1 to track its movement. Here, the end point of that leg (claw) describes a roughly rectangular loop B2 that is transformed from the Cartesian coordinates in the upper row to the polar coordinates in the lower row. The non-moving position serves as the pivot. The pivot is located at the center of the circle in polar coordinates. In polar coordinates, the cheetah's hind leg is highlighted by a boundary C1, and the periodic movement of the end point of that leg is shown as loop C2.
図5は、容器120内の電磁場EMによって成長させた螺旋状ナノワイヤの集合体の概略図を示す。ここで、電磁場EMは、図4の画像データから変換される。螺旋状ナノワイヤの集合体は、ナノ材料(NM)とも呼ばれてもよい。図5に示されるように、螺旋状ナノワイヤの集合体はナノワイヤの複数のループを含み、その各ループは、入力画像データ内の各周期的部分に対応する。より具体的には、図5に示すように、集合体は以下を含む;
チーターの頭に対応するループ、
チーターの尾に対応するループ、
チーターの前脚に対応する2つのループ、及び
チーターの後脚に対応する2つのループ。
5 shows a schematic diagram of a collection of spiral nanowires grown by an electromagnetic field EM in a container 120, where the electromagnetic field EM is converted from the image data of FIG. 4. The collection of spiral nanowires may also be referred to as a nanomaterial (NM). As shown in FIG. 5, the collection of spiral nanowires includes multiple loops of nanowires, each loop corresponding to a respective periodic portion in the input image data. More specifically, as shown in FIG. 5, the collection includes:
A loop to accommodate the cheetah's head,
A loop to accommodate the cheetah's tail,
Two loops for the cheetah's front legs, and two loops for the cheetah's back legs.
すなわち、図4の画像データから変換された電磁場は、容器120内に動的場マップ(dynamic field map)を生成する。ここで、動的場マップ(FM)は、入力データ中の同様の大きさを有する変数によって生成される、ループの幾何的情報を含む、螺旋電磁場の3D分布として表現されてもよい。言い換えると、半周期的電磁場、周期的電磁場、および螺旋状電磁場の3D分布は、ループの幾何的形状を含み、各ループは、入力データ中のエンコードされた変数を表す。次に、ゲルのファイバが場マップを満たし、ゲルのファイバが成長する。その結果、ナノワイヤのループを含み、それぞれが入力画像の各部分に対応するナノ材料を得た。 That is, the electromagnetic field converted from the image data of FIG. 4 generates a dynamic field map within the container 120. Here, the dynamic field map (FM) may be expressed as a 3D distribution of a spiral electromagnetic field, including the geometric information of loops generated by variables with similar magnitudes in the input data. In other words, the 3D distributions of the semi-periodic, periodic, and spiral electromagnetic fields include the geometric shape of loops, each representing an encoded variable in the input data. Gel fibers then fill the field map, and the gel fibers grow. The result is a nanomaterial containing nanowire loops, each corresponding to a respective portion of the input image.
ループは互いにねじり合い(intertwistrd)、絡み合っており(entangled)、入力データ内の周期的事象の特性を反映していることにも留意されたい。 Note also that the loops are intertwisted and entangled with each other, reflecting the characteristics of periodic events in the input data.
図6は、容器(ゲルチューブGT)120および複数のアンテナ111-1、111-2、…(図6の最左部)の例示的な配置、容器120内のゲル状材料の模式図(図6の左から2番目の部)、および容器120内で成長し、顕微鏡141によって捕捉された、ナノワイヤの例示的な構造を示す。 Figure 6 shows an exemplary arrangement of a container (gel tube GT) 120 and multiple antennas 111-1, 111-2, ... (leftmost part of Figure 6), a schematic diagram of the gel material in the container 120 (second from the left in Figure 6), and an exemplary structure of nanowires grown in the container 120 and captured by a microscope 141.
図7は、容器120内で成長させたナノワイヤの別の例示的構成を示す。より具体的には、図7が容器(GT)120の最上部からの乾燥ナノワイヤ(乾燥ゲル(キセロゲル))のSEM(走査型電子顕微鏡)画像を示す。小さな部分をズームし、ゲル化剤の超分子パッキングの模式図が示される。 Figure 7 shows another exemplary configuration of nanowires grown in a container 120. More specifically, Figure 7 shows an SEM (scanning electron microscope) image of dried nanowires (dried gel (xerogel)) from the top of the container (GT) 120. A small zoomed-in portion shows a schematic of the supramolecular packing of the gelator.
以上説明したように、本実施形態の自己学習のための情報処理装置100によれば、入力データに含まれる情報が、螺旋状のナノワイヤの形態で容器120内のゲル状材料に保持される。
(情報を読み出すための構成)
次に、容器120内のゲル状材料に保持された情報を読み出すための構成について説明する。図2に示すように、自己学習のための情報処理装置100は、レーザ光源(LS)131と、一対の直交偏光子(OP)132と、第1レンズ133と、第2レンズ134と、第1コリメータ135と、第1ボルテックス・レンズ(PVL)136と、第2ボルテックス・レンズ(PVL)137と、第2コリメータ138と、第2レンズ139とを備える。上記構成は修正ファブリ-ペロー干渉計とみなすことができる。
As described above, according to the information processing device 100 for self-learning of this embodiment, the information contained in the input data is held in the gel material in the container 120 in the form of spiral nanowires.
(Configuration for reading out information)
Next, a configuration for reading out information held in the gel-like material in container 120 will be described. As shown in Fig. 2, information processing device 100 for self-learning includes laser light source (LS) 131, a pair of orthogonal polarizers (OP) 132, a first lens 133, a second lens 134, a first collimator 135, a first vortex lens (PVL) 136, a second vortex lens (PVL) 137, a second collimator 138, and a second lens 139. The above configuration can be regarded as a modified Fabry-Perot interferometer.
図2に示されるように、一対のボルテックス・レンズ136および137のそれぞれは、容器120の両側に位置する。ボルテックス・レンズ136はピエゾ共振器(piezo resonator)に接続され、ボルテックス・レンズ137は別のピエゾ共振器に接続される。 As shown in FIG. 2, a pair of vortex lenses 136 and 137 are located on opposite sides of the container 120. Vortex lens 136 is connected to a piezo resonator, and vortex lens 137 is connected to another piezo resonator.
図2に示されるように、一対の直交偏光子132は、単色光を偏光信号に変換するために、レーザ光源131と第1ボルテックス・レンズ136との間に位置する。 As shown in FIG. 2, a pair of crossed polarizers 132 are positioned between the laser source 131 and the first vortex lens 136 to convert the monochromatic light into a polarized signal.
レーザ光源131はレーザ光を放射する。レーザ光は、一対の直交偏光子132、第1レンズ133、第2レンズ134、および第1コリメータ135を通過する。次いで、レーザ光は、回転光として3Dプリント・ゲル(成長したナノワイヤ)を通って伝播され、ボルテックス・レンズ136および137にそれぞれ取り付けられた2つのピエゾ発振器(piezo oscillator)の間で、前後に反射する。回転する光はボルテックス・レンズ136と137との間で増幅され、図2に示すように、その構造が入力データに関連する1以上の光学渦OVAの集合体として、投影される。言い換えれば、一対のボルテックス・レンズ136および137は、その構造が入力データに関連する、1以上の光学渦を投影する。換言すれば、ゲル容器の2つの側部に保持された一対のボルテックス・レンズは、入力データ中の周期的事象の幾何を保持する構造を有する、ゲル・ナノワイヤおよびナノワイヤベースの超構造(superstructures)によって生成された、1以上の光学渦を前後に反射する。ピエゾ共振器(piezo resonator)に接続されたボルテックス・レンズは、振動して、ゲルのファイバ・ネットワークから放出される、近接する(closely spaced)渦を分離する(resolve)。 Laser light source 131 emits laser light. The laser light passes through a pair of crossed polarizers 132, a first lens 133, a second lens 134, and a first collimator 135. The laser light is then propagated as rotating light through the 3D-printed gel (grown nanowires) and reflected back and forth between two piezo oscillators attached to vortex lenses 136 and 137, respectively. The rotating light is amplified between vortex lenses 136 and 137 and projected as a collection of one or more optical vortices (OVAs) whose structure is related to the input data, as shown in FIG. 2. In other words, the pair of vortex lenses 136 and 137 project one or more optical vortices whose structure is related to the input data. In other words, a pair of vortex lenses held on two sides of the gel container reflect back and forth one or more optical vortices generated by gel nanowires and nanowire-based superstructures, whose structure preserves the geometry of periodic events in the input data. The vortex lens, connected to a piezo resonator, vibrates to resolve closely spaced vortices emanating from the gel's fiber network.
図8の上段は、アンテナ・アレイ111が図4のチーターの映像に対応する電磁場を供給するときに、容器120内で成長するゲル状材料の時間的画像を示す。図8の上段の画像それぞれの点線は、渦の投影経路を示す。 The top row of Figure 8 shows temporal images of gel-like material growing within container 120 when antenna array 111 provides an electromagnetic field corresponding to the cheetah image of Figure 4. The dotted lines in each of the top row of images in Figure 8 indicate the projected path of the vortex.
図8の中段は、上段の画像のR1ボックス領域の薄片(slice)から撮影された、対応SEM画像(スケールバー:2μm(マイクロメートル))を示す。 The middle row of Figure 8 shows the corresponding SEM image (scale bar: 2 μm (micrometers)) taken from a slice in the R1 box area of the top row image.
図8の下段は、自己学習のための情報処理装置100によって投影された、その場光学渦(in situ optical vortices)の画像(スケールバー:2cm(センチメートル))を示し、上段および中段の各画像に対応する。下段の各光学渦は、上段の画像のR1ボックス領域の各々から生成される。 The bottom row of Figure 8 shows images (scale bar: 2 cm (centimeters)) of in situ optical vortices projected by the information processing device 100 for self-learning, corresponding to the images in the top and middle rows. Each optical vortex in the bottom row is generated from each of the R1 box regions in the image in the top row.
図9の上半分は、螺旋状ナノワイヤによって、光学渦がどのように発生するかを説明するための概略図を示す。図9の上半分に示されるように、それぞれの螺旋(螺旋状ナノワイヤ)は、光学渦を形成する。光リング(光学渦)上の暗い領域間の円弧差分(arc differences)は、相互作用する周期事象間の位相のギャップであり、異なる幾何的形状を形成する。螺旋のクラスタは、ベクトル渦集合体を形成する。 The top half of Figure 9 shows a schematic diagram illustrating how optical vortices are generated by helical nanowires. As shown in the top half of Figure 9, each helix (helical nanowire) forms an optical vortex. The arc differences between the dark regions on the optical ring (optical vortex) are phase gaps between interacting periodic events, forming different geometric shapes. Clusters of helices form vector vortex assemblies.
図9の下半分は、相互作用する渦によって自動化された、数学的操作を説明するための概略図を示している。図9の下半分に示されているように、相互作用する渦によって自動化された数学的演算が、加算および減算として、模式的に示されている。 The bottom half of Figure 9 shows a schematic diagram illustrating the mathematical operations automated by interacting vortices. As shown in the bottom half of Figure 9, the mathematical operations automated by interacting vortices are shown schematically as addition and subtraction.
以上説明したように、本実施形態の自己学習のための情報処理装置100によれば、入力データに含まれる自己学習のための情報処理が、螺旋状ナノワイヤの形態で容器120内のゲル状材料に保持される。次いで、容器120内のゲル状材料に保持された情報は、1以上の光学渦の1以上の集合体の形態で投影される。 As described above, according to the self-learning information processing device 100 of this embodiment, the information processing for self-learning contained in the input data is held in the form of helical nanowires in the gel material within the container 120. The information held in the gel material within the container 120 is then projected in the form of one or more aggregates of one or more optical vortices.
次に、光学渦を入力データと同様の形式の情報に変換するための構成について説明する。 Next, we will explain the configuration for converting optical vortices into information in the same format as the input data.
上述のように、情報処理装置100は、撮像装置151と、別の変換部(第2変換部)152と、出力装置153とを備えてもよい。 As described above, the information processing device 100 may include an imaging device 151, another conversion unit (second conversion unit) 152, and an output device 153.
撮像装置151は、自己学習のための情報処理装置100によって投影される光学渦の画像を撮像する。撮像装置151は、動画像を撮像するカメラであってもよい。変換部152は、撮像装置によって撮像された画像データを、1以上の変換アルゴリズム(変換関数)を用いて、入力データと同様の形式の出力データに変換する。言い換えれば、変換部152は、1以上の変換アルゴリズムを用いて、1以上の光学渦の構造を出力データに変換する。すなわち、1以上の変換関数を用いて、1以上の光学渦の構造を出力データに変換する、光学渦から入力のような出力へのデータ変換器(optical vortex to input-like output data converter、変換部152)である。変換関数は、次々に変化する幾何的形状の組であり、画像の組は、光学渦に付着し(attached on)、渦極性の方向に従って、回転される。ゲルのファイバ・ループが2つの直交方向に放出する、信号バースト間の相対的位相変化を測定することによって、変換関数は決定され、渦出力を入力のような出力(input-like output)に変換するために、同じ変換関数が用いられる。 The imaging device 151 captures images of optical vortices projected by the information processing device 100 for self-learning. The imaging device 151 may be a camera that captures moving images. The conversion unit 152 converts the image data captured by the imaging device into output data in a format similar to the input data using one or more conversion algorithms (conversion functions). In other words, the conversion unit 152 converts one or more optical vortex structures into output data using one or more conversion algorithms. That is, the conversion unit 152 is an optical vortex to input-like output data converter (optical vortex to input-like output data converter) that converts one or more optical vortex structures into output data using one or more conversion functions. The conversion functions are a set of successively changing geometric shapes, and the set of images is attached to the optical vortex and rotated according to the direction of the vortex polarity. By measuring the relative phase change between signal bursts emitted in two orthogonal directions by a fiber loop in the gel, a transfer function is determined, and the same transfer function is used to convert the vortex output into an input-like output.
例えば、入力データとして、自己学習のための情報処理装置100に、画像データが入力されると、変換部152は、1以上の光学渦の構造を1以上の画像の形式の出力データに変換する。 For example, when image data is input as input data to the self-learning information processing device 100, the conversion unit 152 converts one or more optical vortex structures into output data in the form of one or more images.
変換部152は、メモリと一緒のCPU(Central Processing Unit)として、実現されてもよい。このようなCPUは、1以上のプログラムを実行することにより、上述した処理を実行することができる。 The conversion unit 152 may be implemented as a CPU (Central Processing Unit) together with memory. Such a CPU can execute one or more programs to perform the above-described processing.
出力装置は、変換部152によって生成されたデータを出力する。出力装置は、表示パネルまたはスピーカを備えてもよい。入力データが画像データである場合、出力装置は画像形式でデータを出力し、入力画像データが音声データである場合、出力装置は、音声形式でデータを出力する。ただし、出力されるデータの形態は、本実施形態を限定するものではない。 The output device outputs the data generated by the conversion unit 152. The output device may include a display panel or a speaker. If the input data is image data, the output device outputs the data in image format, and if the input image data is audio data, the output device outputs the data in audio format. However, the form of the output data does not limit this embodiment.
図10は、変換部152で実行されるプロセスを説明するための模式図である。図10は、光学渦から情報を復元する(retrieve)手法を示す。A部に示すように、チーターの画像データをゲルにポンピングした(pumping)後に、光学渦が得られる。各螺旋は、光学渦を形成する。光リング上の暗い領域間の円弧差分(arc differences)には、異なる位相が割り当てられる。 Figure 10 is a schematic diagram illustrating the process performed by the transformation unit 152. Figure 10 shows a method for retrieving information from an optical vortex. As shown in part A, an optical vortex is obtained after pumping the cheetah image data into the gel. Each spiral forms an optical vortex. Arc differences between dark regions on the light ring are assigned different phases.
図10のB部は、位相を割り当てた2Dクロック・アーキテクチャにおける、光学渦の模式的プレゼンテーションを提供する。クロック・アーキテクチャは、変換部152によって実行される、データ解析によって抽出される。ドット(dots)の中の円は、位相がずれた光リング(out of phase light rings)を表す。位相の接続性は、入れ子のサイクルによって示される。 Part B of Figure 10 provides a schematic presentation of an optical vortex in a phase-assigned 2D clock architecture. The clock architecture is extracted by data analysis performed by the transformation unit 152. Circles among dots represent out-of-phase light rings. Phase connectivity is indicated by nested cycles.
図10のC部は、3D空間内の電磁ベクトル方向を表す2Dクロックからのポアンカレ球の調製(生成)を示す。ポアンカレ球は、変換部152によって生成されてもよい。 Part C of Figure 10 shows the preparation (generation) of a Poincaré sphere from a 2D clock representing electromagnetic vector directions in 3D space. The Poincaré sphere may be generated by the transformation unit 152.
図10のD部に示されているように、フラクタルマップは、光学渦に基づき構築され、他の動物の任意の類似する動態(dynamics)を弁別する(differentiate)。フラクタルマップは、変換部152によって生成されてもよい。図10のD部に示すように、具体的実施例として、フラクタルマップは、大きなサイクル(φ)から始まり、小さなサイクルに徐々に進む。全ての身体部位は、水平線の下の円の組によって示される。これらの円は、図5の形成される渦中の身体部分を示すことができる。 As shown in part D of Figure 10, a fractal map is constructed based on the optical vortex to differentiate any similar dynamics of other animals. The fractal map may be generated by the transform unit 152. As shown in part D of Figure 10, as a specific example, the fractal map starts with large cycles (φ) and gradually progresses to smaller cycles. All body parts are represented by a set of circles below the horizontal line. These circles can represent the body parts in the formed vortex of Figure 5.
図10のD部において、ギリシャ文字は、特定の円の位相を示し、数値は、リング上の黒いドットの数を示す。矢印で示すフラクタル・チャートの末尾の終点は、雌ライオンの場合には存在しない。 In part D of Figure 10, the Greek letters indicate the topology of a particular circle, and the numbers indicate the number of black dots on the ring. The end point at the end of the fractal chart, indicated by the arrow, does not exist in the case of the lioness.
次に、図10のE部に示すように、2Dクロック・アーキテクチャに基づいて、変換部152によって、3D球が形成される。多数のサイクルが共に合体する(merged there together)ときに、2つの特異点SP1およびSP2が生成される。 Next, as shown in part E of Figure 10, a 3D sphere is formed by the transform unit 152 based on the 2D clock architecture. When multiple cycles merge there together, two singular points SP1 and SP2 are generated.
次に、図10のF部に示すように、特異点の周りでクロックを動作させることによって、静止点(static point)が生成される。静止点は、変換部152によって生成される。円C1と、円C1の内および近傍で同じ濃淡(tone)の、小さい円は、後脚を表す。円C2と、円C2の内および近傍で同じ濃淡の、小さい円は、前脚を表す。円C3と、円C3の内および近傍で同じ濃淡の、小さい円は、胴体を表す。円C4と、円C4の内および近傍で同じ濃淡の、小さい円は、頭部を表す。円C5と、円C5の内および近傍で同じ濃淡の、小さい円は、尾部を表す。 Next, as shown in part F of Figure 10, static points are generated by running a clock around the singular point. The static points are generated by the conversion unit 152. Circle C1 and small circles of the same tone within and near circle C1 represent the hind legs. Circle C2 and small circles of the same tone within and near circle C2 represent the front legs. Circle C3 and small circles of the same tone within and near circle C3 represent the torso. Circle C4 and small circles of the same tone within and near circle C4 represent the head. Circle C5 and small circles of the same tone within and near circle C5 represent the tail.
特異点SP1およびSP2から、静的点が変換部152によって接続され、ある時点の身体部分(body parts)を導出する(figure out)。類似点間の結合によって、身体組織(organs)の動的ループが形成される。全ての円は、対応する濃淡を有する大きな円によって、最終的にホストされ(finally hosted)、動作の限界が規定される(confine)。 From singular points SP1 and SP2, static points are connected by transformer 152 to figure out body parts at a given time. Connections between similar points form dynamic loops of body organs. All circles are finally hosted by a larger circle with corresponding shading, which confines the limits of their motion.
最後に、図10のG部に示されるように、楕円体を涙滴形態に描き、特異点SP1およびSP2に集中させることによって、チーターの最終構造は、変換部152によって再構成され、復元される(retrieve)。 Finally, as shown in part G of Figure 10, by drawing an ellipsoid in a teardrop shape and centering it at singular points SP1 and SP2, the final structure of the cheetah is reconstructed and retrieved by the transformation unit 152.
図11は、変換部152で実行されるプロセスを説明するための別の実施例を示す。図11の3つの段は、出力渦集合体からの入力データ再構成を示す。上段Aは、入力データが音楽の場合を示す。中段Bは、入力データがチーターの画像データである場合を示す。下段Cは、入力データがムクドリの動態(starling dynamics)の画像データである場合を示す。 Figure 11 shows another example to illustrate the process performed by the transform unit 152. The three rows in Figure 11 show the reconstruction of input data from the output vortex collection. The top row A shows the case where the input data is music. The middle row B shows the case where the input data is image data of a cheetah. The bottom row C shows the case where the input data is image data of starling dynamics.
図11には、5つの列がある。第1列は、入力フレームを示す。段Aの第1列は、音の強度対時間のプロファイルを示す。段A,B,Cの第2列は、自己学習のための情報処理装置100の干渉計(一対のボルテックス・レンズ136,137)中で発生する出力光渦を示している。 Figure 11 has five columns. The first column shows the input frame. The first column in column A shows the sound intensity versus time profile. The second column in columns A, B, and C shows the output optical vortex generated in the interferometer (pair of vortex lenses 136, 137) of the information processing device 100 for self-learning.
第3列は、第2列の渦出力に対する円形またはクロック表現の概略を示す(approximate)。円形表現、すなわち、クロック表現は、変換部152によって導出されてもよい。第3列の第1タイプのスポット(spot)と第2タイプのスポットはそれぞれ、クロック構造の特異点とシステム点(system point)を表す。 The third column shows an approximate circular or clock representation for the vortex output of the second column. The circular representation, i.e., the clock representation, may be derived by the converter 152. The first type spots and second type spots in the third column represent singular points and system points of the clock structure, respectively.
第4列では、第3列からの円またはクロックの小さなクラスタが分離され、線(段A)または領域(段B、C)上に立体投影される。段Aでは、クロックラスタは、X軸の両側にガウスピークを投影する。固定周波数のスケールとHzは、「Ni-Re-Ga(C4:277Hz,E4:329Hz,F4:369Hz)」、「Pa-Re(A4:440Hz、E4:329Hz)」である。段BとCでは、第1タイプのスポットが軸(pivot)を形成し、その周囲を第2タイプのスポットが移動する。変換部152によって、第4列中の涙滴から楕円に至る形状が、描かれる。第2タイプのスポットと第1タイプのスポットは、接続されて、第5列中の実際のインプットデータを再生成する。 In the fourth column, small clusters of circles or clocks from the third column are separated and stereographically projected onto lines (column A) or areas (columns B and C). In column A, the clock raster projects Gaussian peaks on both sides of the X axis. The scale and Hz of the fixed frequencies are "Ni-Re-Ga (C4: 277 Hz, E4: 329 Hz, F4: 369 Hz)" and "Pa-Re (A4: 440 Hz, E4: 329 Hz)." In columns B and C, the first type of spot forms the pivot around which the second type of spot moves. The transformer 152 traces shapes ranging from teardrops to ellipses in the fourth column. The second type of spot and the first type of spot are connected to recreate the actual input data in the fifth column.
図12は、自己学習のための情報処理装置100によって実行される一連のビッグデータ処理を示す。6つの列は、ビッグデータの段階的な処理を示す。ここで、第1列は、ビッグデータに取り込まれたモーメント(moment)を示している。第2列は、渦形成の原因となる(attribute)データの幾何的分析を示す。第3列は、光学渦の位相の分析を示す。 Figure 12 shows a series of big data processing steps performed by the information processing device 100 for self-learning. Six columns show the step-by-step processing of big data. Here, the first column shows the moments captured in the big data. The second column shows a geometric analysis of the data that attributes vortex formation. The third column shows an analysis of the phase of the optical vortex.
第4列は、フラクタル・チャート、すなわち、ビッグデータの組の周期的ループの位相の相互関係を示す。第5列は光学渦から導かれたポアンカレ球を示す。第6列は、光学渦からの情報処理による自己学習の復元(retrieval)を示す。第6列中の全ての静的点は、第2タイプのスポットで表され、特異点は第1タイプのスポットで表される。 Column 4 shows the fractal chart, i.e., the phase correlation of the periodic loops of the big data set. Column 5 shows the Poincaré sphere derived from the optical vortex. Column 6 shows the self-learning retrieval by information processing from the optical vortex. All static points in column 6 are represented by spots of the second type, and singular points are represented by spots of the first type.
図12の段Aは、走っているチーターがどのように復元されるか(retrieve)を示す。段Bは、ポットに水を注ぐ方法を示す。段Cは、入力ファイルからの糖尿病データの第4サブタイプを示す。段Dは、ヒトACE2受容体が、異なる哺乳類に対応する、SARS-CoV2スパイク・タンパク質と相互作用し、相互作用がより強力に進化して、より感染力の強いSARS-CoVウイルスが予測されることを示す。段Eは、4つのグループに分かれ、虫の情報を読み解く、ムクドリの動態を示す。段Fは、映画の歌の音声トラックから、自己学習のための情報処理装置100が、インド古典音楽のクラスを導出することを示している。 In Figure 12, row A shows how a running cheetah is retrieved. Row B shows how to pour water into a pot. Row C shows the fourth subtype of diabetes data from the input file. Row D shows how the human ACE2 receptor interacts with SARS-CoV2 spike proteins corresponding to different mammals, and how the evolution of a stronger interaction predicts a more infectious SARS-CoV virus. Row E shows the dynamics of starlings, divided into four groups, interpreting information from insects. Row F shows how the information processing device for self-learning 100 derives classes of Indian classical music from the audio track of a movie song.
(自己学習のための情報処理方法)
以下、本実施形態に係る自己学習のための情報処理方法について説明する。本実施形態に係る自己学習のための情報処理方法は、以下のステップを含んでいてもよい。
(Information processing methods for self-study)
The information processing method for self-learning according to this embodiment will be described below. The information processing method for self-learning according to this embodiment may include the following steps.
(ステップS101)
ステップS101では、容器120内に配置されたゲル状材料が準備される。
(Step S101)
In step S101, a gel material placed in a container 120 is prepared.
(ステップS102)
ステップS102では、入力データに対応する変換部110によって電磁場が生成される。電磁場は、容器120の周囲に配置された複数のアンテナ111-1、111-2、…に供給される。
(Step S102)
In step S102, an electromagnetic field corresponding to the input data is generated by the conversion unit 110. The electromagnetic field is supplied to a plurality of antennas 111-1, 111-2, . . . arranged around the container 120.
言い換えれば、自己学習のための情報処理方法は、
容器内にフラクタルのような超構造(fractal like superstructure)を構築する、ニューラルネットワークのような螺旋状ナノワイヤベースのファイバを準備する工程であって、次の工程のための出発材料として1工程合成の出力生成物が用いられる、工程と、
相互に絡み合った電磁場のループを生成する工程であって、前記ループは、入力データ中の変数の全てのループを生成し、クロックの統合自己組織化アーキテクチャを合成する、原子スケールから可視スケールに至る、100万オーダーの自己組織化をトリガする、工程と、
を有する。
In other words, the information processing method for self-learning is:
preparing a neural network-like helical nanowire-based fiber that builds a fractal-like superstructure within a container, where the output product of the one-step synthesis is used as starting material for the next step;
generating loops of intertwined electromagnetic fields, which generate loops of all variables in the input data and trigger self-organization on the order of a million, from atomic to visible scales, synthesizing an integrated self-organizing architecture of the clock;
It has.
この情報処理方法によれば、周期的構造やループを用いて様々な現象を記憶することができる。 This information processing method makes it possible to memorize various phenomena using periodic structures and loops.
なお、自己学習のための情報処理方法は、明細書に説明した自己学習のための情報処理装置100による他のステップを含んでもよい。 Note that the information processing method for self-learning may include other steps performed by the information processing device 100 for self-learning described in the specification.
自己学習のための情報処理方法は、自己学習方法、すなわち、情報処理方法と称してもよい。なお、以下に説明するように、自己学習のための情報処理方法は、リモートで操作する自己学習型の光学渦・磁気渦ベースの有機コンピューティング方法と称してもよい。
(自己学習のための情報処理装置100の更なる説明)
以下、自己学習のための情報処理装置100についてさらに説明する。図13は、自己学習のための情報処理装置100により、光学軸(optical knots)と渦との合成(composition)として、ビッグデータを書き換えることを示している。
The information processing method for self-learning may also be referred to as a self-learning method, i.e., an information processing method. As described below, the information processing method for self-learning may also be referred to as a remotely operated, self-learning, optical vortex/magnetic vortex-based organic computing method.
(Further description of the information processing device 100 for self-learning)
The following further describes the self-learning information processing device 100. Fig. 13 shows how the self-learning information processing device 100 rewrites big data as a composition of optical knots and vortices.
図13のA部には、走っているチーターの急速に変化する動態ポイントが5段階の濃淡でプロットされている。全ビットが取得されると、ビッグデータになる。後脚に対応する4つの周期的動きループの統計データベースは、膨大な(astronomical)相関を有し得る。重複ループ領域は、矢印で示される混同状態(confusion)として表現されてもよい。図13のB部に示すように、A部のビッグデータの少数の主要なループは、図13のB部中に別個の(distinct)幾何的螺旋を形成する。各螺旋は、光学渦を形成する。図13のC部では、螺旋のクラスタは、ベクトル渦集合体を形成する。クラスタは、ユニットとして動作し、暗い3Dライン(暗い軸(knot))の構築スカラー干渉ループと相互作用する。ベクトル渦とスカラー渦の両方がポアンカレ球上に集まる。図13のD部では、光リング上の暗い領域間の円弧差分(Arc differences)は、図13のA部に示される相互作用する周期的事象間の位相ギャップである。A部の3つの混同状態(confusions)のループは、D部の五角形中に3つの特異点を形成する。D部の「五角形+正方形」は、混同状態の構造(architecture)である。 In part A of Figure 13, the rapidly changing dynamics of a running cheetah are plotted in five shades of gray. When all bits are acquired, they become big data. The statistical database of the four periodic motion loops corresponding to the hind legs may have astronomical correlations. The overlapping loop regions may be represented as confusion, indicated by the arrows. As shown in part B of Figure 13, the few dominant loops in the big data of part A form distinct geometric spirals in part B of Figure 13. Each spiral forms an optical vortex. In part C of Figure 13, a cluster of spirals forms a vector vortex assembly. The cluster operates as a unit and interacts with the construct scalar interference loop of the dark 3D line (dark knot). Both the vector vortex and the scalar vortex converge on the Poincaré sphere. In part D of Figure 13, the arc differences between the dark regions on the optical ring are the phase gaps between the interacting periodic events shown in part A of Figure 13. The three confusion loops in part A form three singular points in the pentagon in part D. The "pentagon + square" in part D is the architecture of the confusion.
また、「実施形態の概念的な概要および態様」の項や上記の説明で述べたように、ゲルは、データ全体を読み取ったり、デジタル化したりしないため、データサイズは問題とはならない。周期的特徴のみが感知され、3Dクロック集合体のように振動する、ゲル構造を構築する。図1に示すように、ゲルは、時間的ダイナミクスの3層を保持する。第1に、クロックの3D集合体である。第2に、そのクロック集合体中の、未定義の時間ゾーン、すなわち、特異点の、2D平面ダイナミクスである。第3に、これらの平面を結ぶ線のダイナミクスである。平面の1D線形ダイナミクスは、時空入力とは独立である。ゲルは、時空入力を不変量の重要な(key)幾何的形状として学習する。その幾何的形状(geometry)は、未知の幾何的変化の不変量と直接適合する(directly match)。この問題は、扱いにくいクリーク(clique)問題に類似している。クリーク問題では、アルゴリズムは複雑な3D幾何的構造中に単純な2D幾何的形状を見出さなければならないが、人間はこれを即座に行う。 As mentioned in the "Conceptual Overview and Aspects of the Embodiments" section and above, the gel does not read or digitize the entire data, so data size is not an issue. Only periodic features are sensed, creating a gel structure that vibrates like a 3D clock ensemble. As shown in Figure 1, the gel preserves three layers of temporal dynamics. First, a 3D ensemble of clocks. Second, 2D planar dynamics of undefined time zones, or singularities, within the clock ensemble. Third, dynamics of the lines connecting these planes. The 1D linear dynamics of the planes is independent of the spatiotemporal input. The gel learns the spatiotemporal input as a key geometric invariant. Its geometry directly matches the invariant of the unknown geometric change. This problem is similar to the intractable clique problem. In the clique problem, an algorithm must find a simple 2D geometric shape within a complex 3D geometric structure, something humans can do quickly.
上述のように、広範囲のデータベース分類問題を解くことによって、発明者らは、4D、5D、および6Dの時間特徴によりマッピングされた、1D、2D、および3Dの時空間入力は、エンコードされていない入力を復元(retrieve)可能とすることを見出した。線形6Dアイデンティティを抽出することは、教師なし学習における人間の役割を軽減するための第1のステップである。 As described above, by solving a wide range of database classification problems, we have found that 1D, 2D, and 3D spatiotemporal inputs mapped with 4D, 5D, and 6D temporal features enable the unencoded inputs to be retrieved. Extracting linear 6D identities is the first step toward reducing the role of humans in unsupervised learning.
図3に示すように、ゲルのセットアップ、すなわち、自己学習のための情報処理装置100の一例は、クロックの3D配置として、ビッグデータ内の周期的事象を即時に識別し、追従し、マッピングする。キャビティ共振器(cavity resonator)(対のボルテックス・レンズ136および137)を用いて、各周期的事象において、1の固体透明螺旋状ナノワイヤを合成する。共振するナノワイヤは、入力回転光、すなわち、光学渦を編集する。螺旋の長さ、ピッチ、および直径に応じて、1~6個の位相特異点が光リング外周(perimeter)上に形成される。図9の上半分に示されるように、特異点は暗いスポットとして見える。暗いスポット間の円弧ギャップ(arc gap)は、幾何的形状として、サブ事象間のリンクを明確化する。 As shown in Figure 3, the GEL setup, an example of a self-learning information processing device 100, acts as a 3D arrangement of clocks to instantly identify, track, and map periodic events in big data. A cavity resonator (pair of vortex lenses 136 and 137) is used to synthesize one solid, transparent helical nanowire at each periodic event. The resonating nanowire edits the input rotating light, i.e., an optical vortex. Depending on the length, pitch, and diameter of the helix, one to six phase singularities form on the perimeter of the optical ring. As shown in the upper half of Figure 9, the singularities appear as dark spots. Arc gaps between the dark spots clarify the geometrical links between sub-events.
容器120内のゲル構造は、半透明であり、光と、螺旋経路の場(field of helical path)をゲル分子と相互作用させる、信号の周波数と、を通過させ、その結果、螺旋を読み取るための入力単色レーザ光は、化学ポット(容器120)内で合成された、別個の螺旋それぞれの幾何的パラメータに比例して、角運動量が変化して、ホログラムとして投影される光リングの集合体を生成する。 The gel structure within vessel 120 is translucent and allows light and signal frequencies to pass through, causing the field of helical paths to interact with the gel molecules. As a result, the input monochromatic laser light used to read the helices generates a collection of light rings whose angular momentum changes in proportion to the geometric parameters of each distinct helix synthesized within the chemical pot (vessel 120), creating a hologram of light rings that are projected.
入力データ(未知データ)内で(within and above in)事象が成長するため、螺旋は、化学ビーカー(容器120)内で結合し、放出された光リングも1のユニットとして結合する。反射光リングの直径は、事象の周期性に従って、拡大または収縮する。スケールアップするにつれて、正確に配向された螺旋は共振して、急速に合成されたナノワイヤ集合体は、入力データ内の全ての略周期的事象の間の、全ての可能な位相関係をエミュレートする。事象間の複雑なリンクは、放出されたホログラム(光学渦)中で、暗いスポット、光リング直径、回転光の方向、および2D平面光リングの相対的3D方位として、エンコードされる。光リングのホログラフィック3D配置は、ビッグデータの正確な変化をそのまま表す(live-feed)。ビッグデータに新しいインテリジェントな特徴が生じると、新たな光リングが現れる。周期的事象間の関係が変化すると、ホログラム上でリングは即時にシフトする。 As events grow within and above the input data (unknown data), the spirals combine within the chemical beaker (vessel 120), and the emitted light rings also combine as a unit. The diameter of the reflected light rings expands or contracts according to the periodicity of the events. As scaling up, the precisely oriented spirals resonate, and the rapidly synthesized nanowire ensemble emulates all possible phase relationships between all the nearly periodic events in the input data. The complex links between events are encoded in the emitted hologram (optical vortex) as dark spots, light ring diameters, rotating light directions, and relative 3D orientations of the 2D planar light rings. The holographic 3D arrangement of the light rings live-feeds precise changes in the big data. As new intelligent features emerge in the big data, new light rings appear. As the relationships between periodic events change, the rings instantly shift on the hologram.
先に説明したように、発明者らは、図2の設定(set up)を最適化し、入力データ(未知データ)に隠された周期的事象間の関係が、合成ナノワイヤおよび投影ホログラムに正確にエンコードされることを確かなものとした(ensure)。設定は2つの直交部分を有する。垂直部分は、GT全周に配置されたアンテナ・アレイ(アンテナ111-1、111-2、…)を用いて、前処理されたビッグデータを合成ビーカー(GT)(容器120)にそのまま供給する(live-feed)、3Dプリンタである。変換部110による前処理は、入力データを、有機前駆体が識別する、マイクロ波周波数の2Dまたは3Dマトリックスに変換する。入力2Dまたは3Dマトリックスの軸は相関変数である。これらは、ホログラム出力中の(r,θ)または(r,θ,φ)に変換され、したがって、入力フォーマットを戻すことは簡単(straightforward)である。 As previously explained, the inventors optimized the setup shown in Figure 2 to ensure that the relationships between periodic events hidden in the input data (unknown data) are accurately encoded in the synthesized nanowires and projected holograms. The setup has two orthogonal sections. The vertical section is a 3D printer that live-feeds preprocessed big data into the synthesis beaker (GT) (container 120) using an antenna array (antennas 111-1, 111-2, ...) arranged around the entire GT. Preprocessing by the converter 110 converts the input data into a 2D or 3D matrix of microwave frequencies that identify organic precursors. The axes of the input 2D or 3D matrix are correlation variables. These are converted to (r, θ) or (r, θ, φ) in the hologram output, making it straightforward to revert to the input format.
ワイヤレス入力において、入力値は電磁周波数(EM)にブラインド的(blindly)に変更される。アンテナ・アレイ給電は、GT内にEM場パターンの2Dディスクを構築する。容器120内のゲル化(gelator)分子は、共振し、好ましい場のライン(favored field lines)を満たす。プリントされたディスクは、重力によって降下する。このときまでに、アンテナ・アレイは、データ、すなわち、新しいディスク形態、新しい分子を更新し、空の場の容器(empty field cages)に注ぐ。合成は、ディスクごとに継続される。ディスクを横切る等周波経路(iso-frequency path)は、透明な螺旋状ナノワイヤを構築する。 For wireless input, the input value is blindly altered to electromagnetic frequencies (EM). The antenna array feed builds a 2D disk of EM field pattern within the GT. Gelator molecules in reservoir 120 resonate and fill the favored field lines. The printed disk descends due to gravity. By this time, the antenna array has updated data—new disk shapes, new molecules—and pours them into empty field cages. Synthesis continues disk by disk. Iso-frequency paths across the disk build transparent spiral nanowires.
図2の設定の水平部分は、3Dプリント・ゲルを通して、回転光を送り、ボルテックス・レンズ136および137にそれぞれ取り付けられた、2つのピエゾ発振器の間で前後に反射させる、修正されたファブリ・ペロー干渉計である。ボルテックス・レンズ136および137を用いて、633nmの入力He-Ne単色レーザ光に角運動量を誘起し、光リング、すなわち、光学渦が形成される。 The horizontal portion of the setup in Figure 2 is a modified Fabry-Perot interferometer that sends rotating light through a 3D-printed gel and reflects it back and forth between two piezo oscillators attached to vortex lenses 136 and 137, respectively. Vortex lenses 136 and 137 are used to induce angular momentum in the input 633 nm He-Ne monochromatic laser light, creating an optical ring, or optical vortex.
反復反射は、2つの操作を実行する。第1に、微弱な2D光リングを105オーダー増幅し、3Dホログラムとして理解される、周囲全体に光リングを有する、位相球上に重ね合わせる。 The repeated reflections perform two operations: First, they amplify the weak 2D light rings by an order of magnitude of 10 5 and superimpose them onto a phase sphere with light rings all around it, understood as a 3D hologram.
ゲルの形態、周波数範囲、およびアンテナ-キャビティの幾何的形状は、入力データ中の周期的事象ψ_i(プサイ_i)、ゲル中で生成される螺旋、およびホログラフィック出力内の光リング集合体の間での1対1対応の鍵(key)である。ゲル化剤、すなわち(S)-フェニル-テトラデカノイルアミノ-酢酸メチルエステルは、ヘプタン溶液(ゾル)中に、ランダムな形状の螺旋状ナノワイヤのゲルを自然に形成する。アンテナ・アレイは、螺旋状ナノワイヤの長さ、ピッチ、および直径を正確に編集し、その結果、ビッグデータの各ピクセルに対応し、ワイヤレスで送信されるEM周波数は、特定の幾何的形状の螺旋を生成する。より高い周波数(MHz)では、原子スケールの螺旋が構築され、これらの螺旋は、ずっと低い周波数(kHz、Hz)で共振するマクロ螺旋に自己組織化する。いったん書き込まれると、固体ゲルは、ナノ螺旋の複雑な3D方位を長年にわたって保持する。ゲルは70℃で溶融し、新たな入力の準備が整う。GT中のゲルを置き換える必要はない。ゲルは、溶融し、再使用できる。 The gel's morphology, frequency range, and antenna-cavity geometry are key to the one-to-one correspondence between periodic events ψ_i (psi_i) in the input data, the helices generated in the gel, and the optical ring ensembles in the holographic output. The gelator, (S)-phenyl-tetradecanoylamino-acetic acid methyl ester, spontaneously forms a gel of randomly shaped helical nanowires in a heptane solution (sol). The antenna array precisely edits the length, pitch, and diameter of the helical nanowires, corresponding to each pixel of the big data. Wirelessly transmitted EM frequencies generate helices of specific geometric shapes. At higher frequencies (MHz), atomic-scale helices are constructed, and these helices self-organize into macrohelices that resonate at much lower frequencies (kHz, Hz). Once written, the solid gel retains the complex 3D orientation of the nanohelices for many years. The gel melts at 70°C, ready for new input. There is no need to replace the gel in the GT; the gel can be melted and reused.
上部の1の混同状態(confusion)は、混同状態の構造の下層にある事実と自動的に結びつく。この原則は、「疑義(doubt)の原則(D2)」と称してもよい。この原則D2は、混同状態を解消しないが、事実及び混同状態を共に3D階層ネットにマッピングする。D2はディープ・ラーニング・ネットのように見えるが、混同状態、すなわち、事実をD2上の線で結びつけることによって問われるあらゆる質問に対して、回答として、可能な全ての関連性を提供する。D2が40の混同状態から形成される場合、240の疑問に対処できる可能性がある。 The confusion at the top automatically connects to the facts below it in the confusion structure. This principle may be called the "Principle of Doubt (D2)." Principle D2 does not resolve confusions, but maps both facts and confusions into a 3D hierarchical net. D2 appears to be a deep learning net, providing all possible connections as answers to any question asked by connecting the confusions, i.e., facts, with lines on D2. If D2 is formed from 40 confusions, it has the potential to address 2-40 questions.
いくつかの態様において、自己学習のための情報処理装置100は、D2コンピュータと見なされてもよい。自己学習のための情報処理装置100を操作するためには、事実と混同状態のための物理的属性(attribute)が必要である。ビッグデータの周期的事象(式(1))は、光リングの周囲に沿った電気ベクトルの回転と等しくなる。 In some aspects, the self-learning information processing device 100 may be considered a D2 computer. To operate the self-learning information processing device 100, physical attributes for facts and confusion states are required. The periodic events of big data (Equation (1)) are equivalent to the rotation of an electric vector around the circumference of a light ring.
ここで、l(式(3))は角運動量であり、Φ(式(4))は回転位相である。 Here, l (Equation (3)) is the angular momentum, and Φ (Equation (4)) is the rotation phase.
渦は干渉し、リング周囲に暗いスポットを生成する。光リング、すなわち、光渦上のn個の暗いスポットにおいて、混同状態(式(5))が得られる。 The vortices interfere, generating dark spots around the ring. In the optical ring, i.e., in the n dark spots on the optical vortex, we obtain the confusion state (Equation (5)).
「n2=1」(式(6))の場合、事実が得られ、「n2≧2」(式(7))において、混同状態が得られる。これはスカラー渦に当てはまる。 For n 2 =1 (equation (6)), we obtain the fact, and for n 2 ≧2 (equation (7)), we obtain the confusion state, which is true for scalar vortices.
ベクトル渦において、n2(式(8))は、リングのねじれのクラスの数である。ベクトル渦では、暗いスポットの数が十分に多くなり得るからである。混同のアーキテクチャの各面は、複数のΨi(式(9))を含む。 In vector vortices, n2 (Eq. (8)) is the number of classes of torsion of the ring, since in vector vortices the number of dark spots can be sufficiently large. Each facet of the confusion architecture contains multiple Ψi (Eq. (9)).
渦は条件付きで結合され、混同状態のリングを形成するかもしれない。すなわち、(式(10))が得られる。 The vortices may be conditionally coupled to form a confused ring, i.e., (Equation (10)) is obtained.
Ψi(式(11))の複数のクラスタは、1の層を形成する。混同状態のアーキテクチャは、内部および上部(within and above)で成長するので、n1(式(12))個の層がある場合、混同のアーキテクチャD2を表す波動関数は(式(13))である。 Multiple clusters of ψ i (Eq. (11)) form a layer of 1. The confused architecture grows within and above, so if there are n 1 (Eq. (12)) layers, the wave function representing the confused architecture D2 is (Eq. (13)).
問題「n1≧3」(式(14))を解決するために、決定の生成物(product of decision)Ψac(式(15))は、光学的渦の集合体として、見られる。ビッグデータ内の周期的事象間の3D関係を明らかにする等価な入れ子の位相球は、システムの知力である。 To solve the problem "n 1 ≧3" (Eq. (14)), the product of decision Ψ ac (Eq. (15)) is viewed as a collection of optical vortices. The equivalent nested phase spheres that reveal the 3D relationships between periodic events in big data are the intelligence of the system.
D2動作を簡単に説明するために、発明者らは、走っているチーターの全ての周期的事象Ψac(式(16))をマッピングし、D2を構築した。チーターの学習ゲルは、走っている雌ライオンを分析し、重要な動態の相違(key dynamic differences)を即座に示唆した。 To briefly explain D2 behavior, we mapped all the periodic events Ψ ac (Equation (16)) of a running cheetah and constructed D2. The cheetah learning gel analyzed a running lioness and immediately suggested key dynamic differences.
図2に示すように、チーターの映像入力をゲル(gelator)溶液にポンピングしながら、GT(容器120)の周囲全体(all around)に配置された12本の八木アンテナ(111-1、…、111-12)を用いて、チーターの矩形フレームを12行22列にスライスし、1列中12ピクセルずつ一度に供給した。 As shown in Figure 2, while the video input of the cheetah was pumped into the gelator solution, the cheetah's rectangular frame was sliced into 12 rows and 22 columns using 12 Yagi antennas (111-1, ..., 111-12) arranged all around the periphery of the GT (container 120), and 12 pixels per column were supplied at a time.
マックスウェル方程式を解くことにより、チーターの映像が供給されたときの電磁場の分布を決定した。1の列は、場のディスクを形成し、1のフレームは、場の単位円筒(unit cylinder)を形成し、映像は、場円筒の長さを増加させる。映像内のピクセルが開始点に戻る場合、GT内で、螺旋の1周期が得られる。チーターが走るにつれて、螺旋に新しいピッチが加わり、ゲルが場の容器を満たす。走っているチーターの映像は、ループ内で動く多数のピクセルを含む。 By solving Maxwell's equations, we determined the distribution of the electromagnetic field when fed an image of a cheetah. A column of ones forms a field disk, a frame of ones forms a unit cylinder of the field, and the image increases the length of the field cylinder. If a pixel in the image returns to its starting point, we get one period of the spiral in GT. As the cheetah runs, a new pitch is added to the spiral, and the gel fills the field container. The image of a running cheetah contains many pixels moving in a loop.
しかしながら、キャビティ内のEM場の3D干渉は、非平面ループを結合するので、特定の身体組織(organ)からの自己相似ループの膨大な(astronomical)個数は、1に収縮する。図4に示されるように、走っている間、チーターの2つの後脚および尾は、腰の静止点に対して、3つのループをたどる。同様に、2つの前脚および頭は、静止点が肩にある3つのループをたどる。2つの静的点が極プロットの中心を結ぶ。SEM画像は、GTキャビティが入れ子のループを所望の幾何的形状の入れ子の螺旋に確実に変換することを示す。 However, because the 3D interference of the EM field within the cavity combines non-planar loops, the astronomical number of self-similar loops from a particular organ shrinks to one. As shown in Figure 4, while running, the cheetah's two hind legs and tail trace three loops with a resting point at the hips. Similarly, the two front legs and head trace three loops with a resting point at the shoulders. Two static points connect the centers of the polar plots. SEM images show that the GT cavity reliably transforms the nested loops into nested spirals of the desired geometry.
変換部152によって、ゲル投影渦ホログラムを認識形式(cognitive format)に直感的に変換することができる。しかしながら、単純なアルゴリズム、すなわち、操作の組は、入力のような出力を生成する。変換部152は、ホログラム内の渦の数、各リング上の暗いスポットの数をカウントし、角運動量のソーティングによって、全てのリングの相対的位相が明らかになる。 Transformer 152 allows intuitive conversion of the gel-projected vortex hologram into a cognitive format. However, a simple algorithm, i.e., a set of operations, produces an output similar to the input. Transformer 152 counts the number of vortices in the hologram, the number of dark spots on each ring, and angular momentum sorting reveals the relative phase of all rings.
リングの直径は、r_nであり、平面内位相は、θ_nであり、非平面クロック間の角度は、φ_nである。相対的な位相は、クロックの開始システムポイントの位置を実証する(underpin)。したがって、変換部152により、3Dクロック集合体は、4Dダイナミクスとして得られる。発明者らは、入れ子のクロックを制限する、位相特異性ドメインの遅延、すなわち、暗いスポットの遅延が、ルートを終了させることに気付いた。 The diameter of the ring is r_n, the in-plane phase is θ_n, and the angle between the non-planar clocks is φ_n. The relative phase underpins the location of the clock's starting system point. Thus, with the transformation 152, the 3D clock ensemble is obtained as a 4D dynamics. The inventors have noticed that the delay of the phase singularity domain, i.e., the delay of the dark spot, which limits the nested clocks, terminates the route.
次に、変換部152は、未定義の時間ゾーンからなる、周期的に振動するラインを見出す。これらのラインは、ネットワーク内および上(within-and-above network)の入れ子とされた3Dクロックを動かす、2Dグローバル・クロックである。位相特異点は、軸として働き、2D平面内でクロックを動かす。4D時間スケールに対する新たな直交軸が必要であるため、5Dと称する。この平面は、各クロックでの3D球変動の下でも変化せず、クロックの集合体は類似のホログラムを表す。5Dの平面は、周期的に振動する線(thread)で接続されているが、その線形ダイナミクスは、平面シフトの影響を受けないため、発明者らは、5Dに新しい直交軸を追加し、6Dダイナミクスに1Dラインを割り当てる。 Next, the transformer 152 finds periodically oscillating lines consisting of undefined time zones. These lines are the 2D global clocks that drive the nested 3D clocks within and above the network. The phase singularities act as axes, driving the clocks in the 2D plane. We call it 5D because we need a new orthogonal axis to the 4D time scale. This plane remains constant under 3D spherical variations in each clock, and the collection of clocks represents a similar hologram. The 5D planes are connected by periodically oscillating threads, but their linear dynamics are insensitive to plane shifts, so we add a new orthogonal axis to the 5D and assign 1D lines to the 6D dynamics.
円の1D、2D、および3D時間構造導出集合体は、走っているチーターの全てのフレームの重ね合わせのように見える。変換部152は、振り子の軸に対する、少数の幾何的形状遷移の出力として、多くの円を縮小する。クロックが動く場合、ホログラム内の3Dクロック集合体は、チーターの将来の走行ステップを無限に生成する。1D,2D不変量は、30枚のチーターの映像をゲルに与えても、一定のままである。 The 1D, 2D, and 3D time-structure-derived collection of circles appears as a superposition of all frames of the running cheetah. Transformer 152 scales many circles as the output of a small number of geometric shape transitions relative to the axis of the pendulum. As the clock moves, the 3D clock collection in the hologram generates an infinite number of future running steps for the cheetah. The 1D and 2D invariants remain constant even when the gel is fed with 30 images of the cheetah.
不変量検出は、普遍的である。図12は、ゲルによって読み取られ、分析された広範に変化したデータフォーマットを列挙する。発明者らは、深層学習によってすでに解明されている糖尿病遺伝子発現データをゲルに与えた。そのホログラムは、深層学習がまさに予測したように、隠れた遺伝的表現を明らかにした。したがって、ゲルは、静的データ中の期間を復元する(retrieve)。発明者らは、コロナウイルスのスパイクおよび細胞受容体ACE2接合部の形状をゲルに与え、構造を進化させるために動物間で使用されている情報(intelligence)を見出した。 Invariant detection is universal. Figure 12 lists the widely varied data formats read and analyzed by the gel. The inventors fed the gel diabetes gene expression data already elucidated by deep learning. The hologram revealed hidden genetic expressions, just as deep learning predicted. Thus, the gel retrieves periods in static data. The inventors fed the gel the shapes of coronavirus spikes and cell receptor ACE2 junctions, discovering intelligence used by animals to evolve their structures.
このホログラムは、コロナウイルスは、18年の間、感染力が大きくなるように、接合部を改良し続けている(perfecting)ことを示す。従って、ゲルは、ランダムに混合された期間をフィルタリングする。鳥の一族は、空を飛んでいる間に、破壊され(destroy)、新しいグループを作り出す。ゲルは、映像内にグループの規則形成を十分に見出し、鷲がそのグループを攻撃した場合に、ゲルはパニック応答をそのまま予測する。したがって、入力パターンがランダムに消失しても、ゲルの周期性マッピングは残る(survive)。 This hologram shows that the coronavirus has been perfecting its connections for 18 years, making it more infectious. Thus, the gel filters out randomly mixed periods. Bird families are destroyed and new groups are created while flying through the sky. The gel finds enough group regularities in the image that if an eagle attacks the group, the gel predicts a panicked response. Thus, even if the input pattern randomly disappears, the gel's periodic mapping survives.
時間ループに配置された周波数パケットの純粋な音声ファイルは、単発の学習によってゲルにエンコードされる。周波数パターンに埋め込まれた複雑な歌がゲルに供給される。ゲルは、複雑な入力中の記憶パターンを抽出する。したがって、ゲルはクリーク問題を解決する。最後に、発明者らは、あるポットから別のポットに液体を滴下する、ランダムな映像を分類するという、オープンな挑戦を行った。ゲルは、単発の学習後に、方向、位置、および速度の変動を分類する。したがって、ゲルは任意の入力フォーマットからの、重要な(key)1Dおよび2D不変量を記憶し、共鳴によって、任意の入力1D、2D、または3Dパターン中に、見出す。 A pure audio file of frequency packets arranged in a time loop is encoded into the gel by single-shot learning. A complex song embedded in the frequency pattern is fed to the gel. The gel extracts memorized patterns in the complex input. Thus, it solves the clique problem. Finally, the inventors took on the open challenge of classifying random videos of liquid dripping from one pot to another. The gel classifies variations in direction, position, and velocity after single-shot learning. Thus, the gel memorizes key 1D and 2D invariants from any input format and finds them by resonance in any input 1D, 2D, or 3D pattern.
学習されたゲルは、1D、2D不変量と共鳴するので、応答はそれ自体で質問者に到達し、回路を探索または構築する必要はない。1D、2D不変量上の5つの時空変換をロックし、3Dクロックを実行することにより、86%の精度で、入力のような出力1D、2D、3D、空間的、時間的、時空的パターンをほぼ再構成し得る。 Because the learned gel resonates with the 1D and 2D invariants, the response reaches the interrogator on its own, without the need to explore or construct a circuit. By locking five space-time transformations on the 1D and 2D invariants and implementing a 3D clock, we can reconstruct output 1D, 2D, 3D spatial, temporal, and spatiotemporal patterns that resemble the input with 86% accuracy.
光リングが入れ子の位相球として書き換えられるとき、ゲルに決してエンコードされていない膨大な(astronomical)経路が保持される。各経路は、アルゴリズムとして、機能する。アルゴリズムは、ピクセルの物理的な動きとして、周期的事象を検出する。したがって、事象間の条件付き位相関係を見出すことはできない。ゲルは、時間領域中の1D、2D不変量を見出すので、ゲルは条件付き位相関係を見出す。ゲルは、ホログラフィックキーを保持し、光が回転すると、幾何的形状がアクチュエートされる。 When light rings are rewritten as nested phase spheres, a vast number of astronomical paths are preserved that are never encoded in the gel. Each path acts as an algorithm. The algorithm detects periodic events as physical movements of pixels; therefore, it cannot discover conditional phase relationships between events. The gel discovers conditional phase relationships because it discovers 1D and 2D invariants in the time domain. The gel holds a holographic key; as light rotates, geometric shapes are actuated.
ゲル・ナノワイヤは、ナノワイヤ配列の対称性に基づいて、ホログラムを生成する。ホログラムは、ナノワイヤの数、またはナノワイヤで作られた格子内の欠陥に敏感ではない。したがって、ホスト・クロックに埋め込まれた5つのゲスト・クロックがダイナミクスを示す場合、その五角形は、クロックの入力3D幾何内で、膨大なやり方で変形する可能性がある(ここでは「ゲスト」クロックが「ホスト」クロックに埋め込まれる可能性があるという、階層的な用語を用いたことに留意されたい。また、「ドーター(daughter)」クロックおよび「マザー」クロックの用語を用いて、クロックの階層構造を表現してもよい)。ゲルは、依然として、典型的な五角形のホログラムを生成する。さらに、クロックはその中および上で成長する(grow within and above)。これは、幾何的形状のコーナー(corner)の内側に幾何的形状が存在することを意味する。 The gel nanowires generate holograms based on the symmetry of the nanowire array. The hologram is insensitive to the number of nanowires or to imperfections in the nanowire-made lattice. Therefore, if five guest clocks embedded in a host clock exhibit dynamics, the pentagon can deform in enormous ways within the clock's input 3D geometry. (Note that we use hierarchical terminology here, where "guest" clocks can be embedded in a "host" clock. We also use the terms "daughter" and "mother" clocks to represent the clock hierarchy.) The gel still generates a typical pentagonal hologram. Furthermore, the clocks grow within and above it, meaning that there are geometric shapes inside the corners of the geometric shapes.
したがって、全てのチーターは異なって走り、正確には、走行スタイルが異なる1D、2D不変量は正確に実証する(underpin)。最後に、極めて近似する幾何的形状合成物(composition)が学習ゲルに適用される場合、出力光リングは、保持されたダイナミクスとの類似性および差異を定量的に明らかにする。 Thus, every cheetah runs differently, and precisely, the 1D and 2D invariants of different running styles accurately underpin. Finally, when closely approximated geometric compositions are applied to the learning gel, the output light ring quantitatively reveals similarities and differences in the preserved dynamics.
現実世界のデータでは、略周期的事象の結合条件は、時間と共に変化し、ループ形状は変動し、ループは重なり合い、再グループ化する。ゲルの言語は、基本的幾何を用いて、幾何を学習することである。注目すべきことに、より高い次元への空間的な移動は、1Dで始まり、時間的な移動は6Dで終わるが、1Dダイナミクスである。 In real-world data, the coupling conditions of nearly periodic events change over time, loop shapes fluctuate, and loops overlap and regroup. The language of GEL is learning geometry using basic geometry. Notably, moving spatially to higher dimensions starts in 1D, and moving temporally ends in 6D, yet with 1D dynamics.
したがって、ループは、膨大に(astronomically)再形成されるが、1D不変量はゲルの共形(conformal)渦マップを保持する。したがって、有機ゲルの処理の強み(strength)は、密集したクロックを見出して、正確に配向させることである。その結果、周期性マッピングは、メモリの容量およびデータ処理速度を絶えず増加させる、半世紀前の要求から、ゲルが未知データから3Dクロック・マップ、すなわち、不変量を複雑に復元し得る(could intricately retrieve)、時間帯域幅への要求へと、焦点を移す。ゲルの不変量抽出時間は、データサイズに依存しない。必要に応じて、速いゲルと遅いゲルを組み合わせてもよい。 Thus, loops reshape astronomically, but 1D invariants preserve the conformal vortex map of the gel. Therefore, the strength of organic gel processing is finding and precisely orienting dense clocks. As a result, periodicity mapping shifts focus from the half-century-old demands of ever-increasing memory capacity and data processing speed to the demands of time bandwidth, where the gel could intricately retrieve a 3D clock map, i.e., invariants, from unknown data. The gel invariant extraction time is independent of data size. Fast and slow gels can be combined as needed.
ゲルが入れ子の事象を分解する時間領域は、その効率、精度、および予測可能性を決定する。非常に遅いクロックが、3Dクロック集合体中の、より速い周期的クロックをホストする場合、非反復事象は、何世紀にもわたって、展開する可能性がある。発明者らは、全ての中枢(brain)リズムを、アルゴリズムなしで、即座に、操作を良く学習する、自己動作数学的宇宙(SOMU:self-operating mathematical universe)の一部として、特異な3Dクロック・アーキテクチャにマッピングした。
(D2プロトコルに関する備考)
部分的に上述したように、自己学習のための情報処理装置100の実現の背後には、「疑義(D2)」という概念が導入されてもよい。D2プロトコル(D2アルゴリズム)は、次のように表すことができる。
The time domain into which the gel resolves nested events determines its efficiency, precision, and predictability. When a very slow clock hosts a faster periodic clock in a 3D clock ensemble, non-repeating events can unfold over centuries. The inventors mapped all brain rhythms onto a unique 3D clock architecture as part of a self-operating mathematical universe (SOMU) that learns to operate quickly, without algorithms.
(Notes about the D2 protocol)
As partially described above, the concept of "D2" may be introduced behind the realization of the information processing device 100 for self-learning. The D2 protocol (D2 algorithm) can be expressed as follows:
事実を見出す代わりに、D2プロトコルは、混同状態(confusion)、すなわち、明瞭ではない概念を検索する。次に、D2プロトコルは、その混同状態中に、より多くの混同状態を見出そうとする。検索は、検索が事実に直面するまで継続する。以下の手順で得られる3D構造は、混同(confusion)のアーキテクチャと称してもよい。全ての事象、すなわち、事実は循環的であるか、または、事象は周期的である。混同状態は、多くの周期的事象の重ね合わせである。混同状態のアーキテクチャは、位相球を用いて表され、その表面には、クロックを示す円がある。この円上をシステム点が移動する。混同状態のアーキテクチャの3Dクロック表現は、未知のデータベース内の全ての周期的事象間の全ての可能な位相関係を、読み取ることなく、明らかにする。これはD2プロトコルである。 Instead of finding facts, the D2 protocol searches for confusions, i.e., unclear concepts. Then, within the confusions, the D2 protocol attempts to find more confusions. The search continues until it encounters a fact. The 3D structure obtained by the following steps may be called the confusion architecture. Either all events, i.e., facts, are cyclic, or events are periodic. A confusion is a superposition of many periodic events. The confusion architecture is represented using a phase sphere, on whose surface there is a circle representing a clock. The system point moves on this circle. The 3D clock representation of the confusion architecture reveals all possible phase relationships between all periodic events in the unknown database, without reading them. This is the D2 protocol.
<<実施形態の様々な態様>>
実施形態には様々な態様がある。実施形態に記載された態様および説明は、以下のように表現され得る。なお、自己学習のための情報処理装置100は、アナログ即時未知データ(入力データ)分析器とみなすことができる。
<<Various Aspects of the Embodiments>>
The embodiments have various aspects. The aspects and explanations described in the embodiments can be expressed as follows: The information processing device 100 for self-learning can be regarded as an analog real-time unknown data (input data) analyzer.
<態様1-1>
3Dプリンタ(変換器110、アンテナ111のアレイ、および容器120)からなるアナログ即時未知データ分析器(analog instant unknown data analyzer)であって、未知データ(入力データ)内の周期的事象または略周期的事象を螺旋状ナノワイヤの集合体に変換し、(レーザ光源131によって)偏光を照射し、入力データに関し即時のナノワイヤ集合体によって生成された投影ホログラムを(変換部152によって)変換する。
<Aspect 1-1>
An analog instant unknown data analyzer consisting of a 3D printer (transducer 110, an array of antennas 111, and a container 120) converts periodic or near-periodic events in unknown data (input data) into a collection of spiral nanowires, irradiates polarized light (by a laser light source 131), and converts (by a converter 152) a projected hologram generated by the instant nanowire collection with respect to the input data.
<態様1-2>
態様1-1に係るアナログ即時未知データ分析器において、(変換部110により実行される)前処理アルゴリズムは、周数数の関数として、典型的な長さ、ピッチ、および直径を有する螺旋状ナノワイヤを合成する、特定分子のカタログを用いて、変数に関して示される静的または動的なデータ(入力データ)を周波数の組に取り込む。
<態様1-3>
態様1-1または1-2に記載のアナログ即時未知データ分析器において、3Dアンテナ・アレイ(アンテナ111-1、11-2、…)およびゲル合成ポット(容器120)は、共に螺旋場(螺旋EM場)の3D分布を生成するように構成され、前記場の分布は、前記未知データ(入力データ)と近似する大きさを有する変数によって生成される、ループの幾何的パラメータを含む。
<Aspect 1-2>
In the analog real-time unknown data analyzer according to aspect 1-1, the pre-processing algorithm (executed by the conversion unit 110) incorporates static or dynamic data (input data) expressed in terms of variables into a set of frequencies using a catalog of specific molecules that synthesize helical nanowires with typical lengths, pitches, and diameters as a function of the number of turns.
<Aspect 1-3>
In the analog real-time unknown data analyzer described in aspect 1-1 or 1-2, the 3D antenna array (antennas 111-1, 11-2, ...) and the gel synthesis pot (container 120) are configured together to generate a 3D distribution of a spiral field (spiral EM field), the field distribution including geometric parameters of a loop generated by variables having magnitudes approximating the unknown data (input data).
<態様1-4>
態様1-1から1-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、合成物(composition)、すなわち、特異分子ゲル前駆体(singular molecular gel precursor)は、ゲル合成ポット(容器120)内に保持され、分子スケールから、充填された分布の大きさ(dimension)と同様の、スケールへと成長を開始し、等周波数螺旋場領域(iso-frequency helical field region)を満たす特性を有する。
<態様1-5>
態様1-1から1-4のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、ゲル構造は半透明であり、光と、螺旋状経路の場(field of helical path)をゲル分子と相互作用させる、信号の周波数と、を通過させ、その結果、螺旋を読み取る入力単色光は、化学ポット内で合成された個別の螺旋それぞれの幾何的パラメータに比例して、角運動量が変化し、投影された光リングの集合体を、ホログラムとして、生成する。
<態様1-6>
態様1-1から1-5のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、孔を有するピエゾ共振器に接続された1または一対のボルテックス・レンズ(136及び137)は、光線に沿って、前記化学合成ポット(前記容器120)の2つの側(side)に保持され、振動によって、共振振動するピエゾ接続ボルテックス・レンズ(piezo-connected vortex lens)対は、螺旋状ナノワイヤ集合体の周波数スペクトルを増幅し、走査する。
<態様1-7>
態様1-1から1-6のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、(変換部152によって実行される)出力渦の後処理のために、変換関数の組が、渦リングの集合体に適用されて、出力渦を静的または動的パターンに変換する。このパターンは、螺旋状ナノワイヤ集合体溶液(容器120内のゲル状材料(gelatinous material))への入力データとして送出される可変プロット(variable plot)のように見える。
<態様2-1>
態様1-1から1-7のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、シミュレータ(自己学習のための情報処理装置100を含むシミュレータ)内のアルゴリズムを用いて、入力1D、2Dおよび3D変数内の同様の値のループを検出し、ループを、出力として、光学渦のホログラムに直接変換し、出力を入力変数に類似するプロット(plot)に変換することを繰り返す。
<態様2-2>
態様2-1に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、同様の値のループが相互接続されたループ間の相対的な空間的および時間的関係は、容器120内で決定され、位相球の3Dプロットを形成し、各位相球は1のループに対して形成され、球上の円はループを表し、システムポイントが周辺に配置され、動きが前記システムポイントに割り当てられて、未知データ内の同様の値のループのダイナミクスを表す。
<態様2-3>
態様2-1または2-2に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、前記未知データ(入力データ)内の類似の値のループから生成された3D位相球の集合体は、ゲストホストシステムとして機能し、1の位相球は、他の位相球に挿入され、前記他の位相球は、前記挿入されている位相球に類似する境界を有する未定義の位相領域の場所を選択する。
<態様2-4>
態様2-1から2-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、前記3D位相球集合体内のクロックのように機能する、全ての回転円の位相、角運動量、回転方向は、前記データ分析器(自己学習のための情報処理装置100)が学習するメモリ要素として機能し、新たな未知データが前記シミュレータ(自己学習のための情報処理装置100)への入力として送られるときに、種々の対称性の類似性および差異が決定される。
<態様3-1>
アナログ即時未知データ分析器の前処理アルゴリズムおよび後処理アルゴリズムは、略周期的事象が見出されない、広範囲なシミュレーションを実行し、数学的変換を介して、データベースは繰り返され、前記事象中の周期性を見出す。
<態様3-2>
態様3-1に記載のアナログ即時未知データ分析器の前処理アルゴリズムおよび後処理アルゴリズムであって、半周期的(semi-periodic)事象の前処理のために、変数が時間ループを完了せず、1のポイントから他のポイントにジャンプし、自体のループを横切り、平均経路が想定され(conceive)、システムポイントが未知データ内のラインに沿って周期的に移動する場合、ループと考えられ、新しい位相球が形成される。
<Aspect 1-4>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of Aspects 1-1 to 1-3, wherein a composition, i.e., a singular molecular gel precursor, is held in a gel synthesis pot (container 120) and begins to grow from a molecular scale to a scale similar to the dimension of the filled distribution, and has the property of filling an iso-frequency helical field region.
<Aspect 1-5>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 1-1 to 1-4, wherein the gel structure is semi-transparent and passes light and a signal frequency that causes a field of helical paths to interact with the gel molecules, such that the input monochromatic light that reads the helices changes angular momentum in proportion to the geometric parameters of each individual helix synthesized in the chemical pot, generating a collection of projected light rings as a hologram.
<Aspect 1-6>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 1-1 to 1-5, wherein one or a pair of vortex lenses (136 and 137) connected to a piezo resonator having a hole are held on two sides of the chemical synthesis pot (the container 120) along the light beam, and the pair of resonantly vibrating piezo-connected vortex lenses amplifies and scans the frequency spectrum of the spiral nanowire assembly by vibration.
<Aspect 1-7>
In the analog real-time unknown data analyzer according to any one of Aspects 1-1 to 1-6, for post-processing of the output vortices (performed by the conversion unit 152), a set of conversion functions is applied to the vortex ring ensemble to convert the output vortices into a static or dynamic pattern, which appears as a variable plot that is sent as input data to the helical nanowire ensemble solution (the gelatinous material in the container 120).
<Aspect 2-1>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 1-1 to 1-7, which uses an algorithm in a simulator (a simulator including an information processing device 100 for self-learning) to detect loops of similar values in input 1D, 2D, and 3D variables, convert the loops directly into a hologram of an optical vortex as output, and repeatedly convert the output into a plot resembling the input variables.
<Aspect 2-2>
In the analog real-time unknown data analyzer of aspect 2-1, the relative spatial and temporal relationships between interconnected loops of like values are determined within a vessel 120 to form a 3D plot of phase spheres, each phase sphere formed for one loop, with circles on the sphere representing the loops, with system points placed around them and motion assigned to the system points to represent the dynamics of the loops of like values in the unknown data.
<Aspect 2-3>
In an analog real-time unknown data analyzer according to aspect 2-1 or 2-2, a collection of 3D phase spheres generated from a loop of similar values in the unknown data (input data) functions as a guest-host system, where one phase sphere is inserted into another phase sphere, and the other phase sphere selects a location for an undefined phase region having a boundary similar to that of the inserted phase sphere.
<Aspect 2-4>
In the analog real-time unknown data analyzer according to any one of Aspects 2-1 to 2-3, the phases, angular momentum, and rotation directions of all rotating circles that function like a clock within the 3D phase sphere assembly function as memory elements that the data analyzer (information processing device 100 for self-learning) learns from, and when new unknown data is sent as input to the simulator (information processing device 100 for self-learning), similarities and differences in various symmetries are determined.
<Aspect 3-1>
The pre-processing and post-processing algorithms of the Analog Real-Time Unknown Data Analyzer run extensive simulations in which no near-periodic events are found, and through mathematical transformations, the database is iterated to find periodicity in said events.
<Aspect 3-2>
In the pre-processing and post-processing algorithms of the analog real-time unknown data analyzer described in aspect 3-1, for pre-processing of semi-periodic events, if a variable does not complete a time loop, jumps from one point to another, crosses its own loop, a mean path is assumed, and if a system point moves periodically along a line in the unknown data, it is considered a loop and a new phase sphere is formed.
<態様3-3>
態様3-1または3-2に記載のアナログ即時未知データ分析器の前処理アルゴリズムおよび後処理アルゴリズムであって、前記未知データ内の同様の値が重なるループが特異球上に重ね合わされ、共通領域を有するループが、前記共通領域内で重なり合う共通位相球を生成する。
<態様3-4>
態様3-1から3-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器の前処理アルゴリズムおよび後処理アルゴリズムであって、選択された15の変換関数が3D位相球集合体に変換された入力データに適用され、前記3D位相球集合体への入力を最も正確に変換する、相関関数の最良の合成物(composition)を見出し、出力渦集合体または球の集合体が、後処理を介して、入力のような出力に変換されるときに、前処理中に変換のために同定された手法(methodologies)が用いられる。
<態様4-1>
アナログ即時未知データ分析器であって、電磁アンテナで囲まれた化学合成ポットが、超分子集合体形成を介して、ループで作られた螺旋状ナノワイヤの3Dアーキテクチャを構築するように構成される。
<態様4-2>
態様4-1に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、未知データがピクセルに分割され、設定値に正規化されて、電磁周波数カタログが適用され、各ピクセルは、化学合成ポット(容器120)の典型的な電磁周波数および反射透過吸収に関連付けられ、前記前駆体からのナノワイヤ合成周波数は互いに影響せず、孤立した帯域に保たれる。
<態様4-3>
態様4-1または4-2に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、化学ポット(容器120)の境界が誘電体共振器として機能し、キャビティは、キャビティ共振器、すなわち、前記材料として機能し、それぞれの略周期的ループにおいて、螺旋分布場が形成され、2D角度変化が3D角度配向を形成し、絡み合ったループが絡み合った螺旋を形成する。
<態様4-4>
態様4-1または4-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、アレーアンテナ(アンテナ111-1、111-2、・・・)が、化学合成ポット(容器120)の全周囲にリングの形状、すなわち、リングの段(column)の形状の1または複数のリングのような配列が形成されて、場分布の筒状(columnar)領域を形成し、これにより、螺旋状ナノワイヤ集合体の複数の複製(replica)を確実なものとする。
<態様5-1>
アナログ即時未知データ分析器であって、ピエゾ接続(piezo connected)ボルテックス・レンズ(136および137)は、修正された渦で作られたホログラムを形成する。
<態様5-2>
態様5-1に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、ピエゾ共振器の振動は、前記ボルテックス・レンズに最適化され、前記ピエゾ接続ボルテックス・レンズは、螺旋状ナノワイヤ合成に用いられる波長を変化させるのに十分な所望の周波数で共振し、前記振動は、前記印加されたレーザ読み取り周波数に同調して、周波数走査を進展する。
<態様5-3>
態様5-1または5-2に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、ボルテックス・レンズ(136および137)は、光を回転させ、前記読み取り光に角運動量を加え、一対のピエゾ接続ボルテックス・レンズ間の反復反射が、螺旋状ナノワイヤ集合体の情報を読み取るための、走査の走査周波数帯域幅および周波数分解能を増加させる。
<態様5-4>
態様5-1から5-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、ボルテックス・レンズ(136および137)接続のピエゾ共振器は、光を通し、半導体カメラによって最終的に読み取られる出力として、外部へ到達させる、孔を有し、前記2つのレンズ(136および137)間の相対角度は、互いおよび前記化学合成ポット(前記容器120)に対して調整され、一体化された3D渦集合体は、前記螺旋状ナノワイヤ集合体から外部に放出される。
<態様6-1>
アナログ即時未知データ分析器であって、分子前駆体(molecular precursor)が選択され、前記分子前駆体は、印加電磁周波数の関数として、広範囲の幾何的パラメータの螺旋状ナノワイヤを形成する。
<態様6-2>
態様6-1に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、前駆体から螺旋状ナノワイヤへの化学合成の反応動力学の速度は、アンテナによる、化学合成キャビティへのピクセル毎の電磁信号として、データが供給される速度と適合し、不適合は、構造の不連続性をもたらす。
<態様6-3>
態様6-1または6-2に記載のアナログ即時未知データ分析器であって、前記好適な分子前駆体、すなわち、任意の合成部は、印加された電磁周波数の関数として、適切な長さ、ピッチ、および直径を有する、透明螺旋状ナノワイヤを形成し、その誘導体(derivative)の複数の複製(replica)を生成して、急速に沈殿せず、重力に抗して浮遊する、透明な超構造(superstructures)を構築する。
<態様6-4>
態様6-1から6-3のいずれか1つに記載のアナログ即時未知データ分析器であって、1または複数の分子前駆体、すなわち、螺旋状ナノワイヤ合成部の任意の合成物(composition)が用いられて、任意の未知データ(入力データ)中に見出される広範囲のループをカバーし、未知データが前記化学合成ポット(前記容器120)に供給されるときに、データが更新される速度の広い変動に適合させる。
[追加備考1]
本発明は、前述の例示的実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で当業者によって様々な方法で変更することができる。例えば、本発明は、上記例示的実施形態に開示された技術手段の適宜な組み合わせにより得られる例示的実施形態をその技術的範囲に包含する。
[追加備考2]
以上開示した例示的実施形態の全部または一部を以下に示す。しかしながら、本発明は、以下の実施例の態様に限定されないことに留意されたい。
(態様A1)
自己学習のための情報処理装置であって、
容器と、
前記容器内に配置されたゲル状材料と、
前記容器の周囲に配置され、入力データに対応する電磁場を生成する複数のアンテナと、
を備える、情報処理装置。
(態様A2)
態様A1に記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記複数のアンテナは、前記容器の周囲に、共通の水平ベース上に、同心状に配置される、情報処理装置。
(態様A3)
態様1または態様2に記載の自己学習のための情報処理装置であって、
入力データを周波数信号の組に変換する第1変換器を備え、
前記周波数信号の組は、前記複数のアンテナに供給される、情報処理装置。
(態様A4)
態様A1からA3のいずれか1つに記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記ゲル状材料は、前記複数のアンテナによって形成される、電磁界によってトリガされて成長を開始する1以上の前駆体を含む、情報処理装置。
(態様A5)
態様A4に記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記複数のアンテナによって形成される前記電磁場は、前記1以上の前駆体を成長させて、螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体とし、
前記螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体はそれぞれ、前記入力データ中の周期的事象または略周期的事象のそれぞれに対応する、情報処理装置。
(態様A6)
態様A1からA5のいずれか1つに記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記複数のアンテナは、前記複数のアンテナが螺旋状電磁場の3D分布を生成するように配置され、
前記螺旋状電磁場の3D分布は、前記入力データ内の同様の大きさを有する変数によって形成される、ループの情報処理による、幾何的自己学習を含む、情報処理装置。
(態様A7)
態様A1からA6のいずれか1つに記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記周波数信号の組の周波数は、周波数の関数として、典型的な長さ、ピッチ、および直径を有する、螺旋状ナノワイヤを合成する、1以上の特定の分子のカタログを用いて、決定される、情報処理装置。
(態様A8)
態様A1からA7のいずれか1つに記載の自己学習のための情報処理装置であって、
レーザ光源と、
前記容器の各側にそれぞれ位置する、一対のボルテックス・レンズと、
をさらに有し、
前記ボルテックス・レンズはそれぞれ、1のピエゾ共振器に接続される、情報処理装置。
(態様A9)
態様A8に記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記レーザ光源と前記ボルテックス・レンズの1つとの間に位置する、一対の直交偏光子をさらに有する、情報処理装置。
(態様A10)
態様A1からA9のいずれか1つに記載の自己学習のための情報処理装置であって、
前記一対のボルテックス・レンズは、前入力データに関連する構造を有する、1以上の光学渦を投影する、情報処理装置。
(態様A11)
態様A10に記載の自己学習のための情報処理装置であって、
1以上の変換アルゴリズムを用いて、前記1以上の光学渦の構造を出力データに変換する、第2変換器をさらに備える、情報処理装置。
(態様A12)
自己学習のための情報処理方法であって、
容器内に置かれたゲル状材料を準備する工程と、
入力データに対応する電磁界を発生させ、前記電磁界を前記容器の周囲に配置された複数のアンテナに供給する工程と、
を有する、情報処理方法。
<Aspect 3-3>
A pre-processing algorithm and a post-processing algorithm for an analog real-time unknown data analyzer according to aspect 3-1 or 3-2, wherein loops in the unknown data where similar values overlap are superimposed on a singular sphere, and loops having a common region generate a common phase sphere where they overlap within the common region.
<Aspect 3-4>
A pre-processing algorithm and a post-processing algorithm for an analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 3-1 to 3-3, wherein 15 selected transformation functions are applied to input data transformed into a 3D phase sphere ensemble to find the best composition of correlation functions that most accurately transforms the input to the 3D phase sphere ensemble, and the methodologies identified for the transformation during pre-processing are used when the output vortex ensemble or sphere ensemble is transformed into an output like the input via post-processing.
<Aspect 4-1>
An analog real-time unknown data analyzer in which a chemical synthesis pot surrounded by an electromagnetic antenna is configured to construct a 3D architecture of looped helical nanowires via supramolecular assembly.
<Aspect 4-2>
An analog real-time unknown data analyzer as described in aspect 4-1, in which unknown data is divided into pixels, normalized to a set value, and an electromagnetic frequency catalog is applied, and each pixel is associated with the typical electromagnetic frequency and reflection/transmission/absorption of a chemical synthesis pot (container 120), and the nanowire synthesis frequencies from the precursors do not affect each other and are kept in isolated bands.
<Aspect 4-3>
An analog real-time unknown data analyzer according to aspect 4-1 or 4-2, wherein the boundary of the chemical pot (container 120) acts as a dielectric resonator, and the cavity acts as a cavity resonator, i.e., the material, and in each substantially periodic loop, a helical distribution field is formed, 2D angular changes form 3D angular orientations, and tangled loops form tangled helices.
<Aspect 4-4>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 4-1 or 4-3, wherein the array antennas (antennas 111-1, 111-2, ...) are arranged in one or more ring-like arrangements in the shape of a ring, i.e., a column of rings, around the entire circumference of the chemical synthesis pot (container 120), thereby forming a columnar region of field distribution, thereby ensuring multiple replicas of the helical nanowire assembly.
<Aspect 5-1>
In an analog real-time unknown data analyzer, piezo connected vortex lenses (136 and 137) form a hologram made of modified vortices.
<Aspect 5-2>
An analog real-time unknown data analyzer according to aspect 5-1, wherein the vibration of the piezoelectric resonator is optimized for the vortex lens, the piezoelectric-coupled vortex lens resonates at a desired frequency sufficient to change the wavelength used for helical nanowire synthesis, and the vibration is tuned to the applied laser read frequency to progress a frequency scan.
<Aspect 5-3>
In the analog real-time unknown data analyzer according to aspect 5-1 or 5-2, the vortex lenses (136 and 137) rotate the light and add angular momentum to the reading light, and repeated reflections between a pair of piezo-coupled vortex lenses increase the scanning frequency bandwidth and frequency resolution of the scan for reading information of the helical nanowire ensemble.
<Aspect 5-4>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 5-1 to 5-3, wherein the piezo resonator connected to the vortex lenses (136 and 137) has a hole that allows light to pass through and reach the outside as an output that is ultimately read by a semiconductor camera, and the relative angle between the two lenses (136 and 137) is adjusted relative to each other and the chemical synthesis pot (the container 120), and an integrated 3D vortex ensemble is emitted outside from the spiral nanowire ensemble.
<Aspect 6-1>
In an analog real-time unknown data analyzer, a molecular precursor is selected that forms helical nanowires of a wide range of geometric parameters as a function of applied electromagnetic frequency.
<Aspect 6-2>
An analog real-time unknown data analyzer according to aspect 6-1, wherein the reaction kinetics rate of chemical synthesis from precursors to helical nanowires matches the rate at which data is supplied as electromagnetic signals per pixel to the chemical synthesis cavity by the antenna, and any mismatch results in discontinuities in the structure.
<Aspect 6-3>
An analog real-time unknown data analyzer according to aspect 6-1 or 6-2, wherein the suitable molecular precursor, i.e., any synthetic part, forms transparent helical nanowires with appropriate length, pitch, and diameter as a function of applied electromagnetic frequency, and generates multiple replicas of its derivative to build transparent superstructures that do not rapidly settle and float against gravity.
<Aspect 6-4>
An analog real-time unknown data analyzer according to any one of aspects 6-1 to 6-3, wherein one or more molecular precursors, i.e., any composition of spiral nanowire synthesis units, are used to cover a wide range of loops found in any unknown data (input data) and accommodate a wide variation in the rate at which data is updated when unknown data is supplied to the chemical synthesis pot (vessel 120).
[Additional Note 1]
The present invention is not limited to the above exemplary embodiments, and can be modified in various ways by those skilled in the art within the scope of the claims. For example, the present invention encompasses exemplary embodiments obtained by appropriate combinations of the technical means disclosed in the above exemplary embodiments within its technical scope.
[Additional Note 2]
The entire or part of the exemplary embodiments disclosed above will be described below. However, it should be noted that the present invention is not limited to the aspects of the following examples.
(Aspect A1)
An information processing device for self-learning,
A container and
a gel material disposed within the container;
a plurality of antennas disposed around the container, the antennas generating electromagnetic fields corresponding to input data;
An information processing device comprising:
(Aspect A2)
The information processing device for self-learning according to aspect A1,
The information processing device, wherein the plurality of antennas are concentrically arranged around the container on a common horizontal base.
(Aspect A3)
The information processing device for self-learning according to aspect 1 or aspect 2,
a first converter for converting input data into a set of frequency signals;
The set of frequency signals is supplied to the plurality of antennas.
(Aspect A4)
The information processing device for self-learning according to any one of Aspects A1 to A3,
The gel material includes one or more precursors that begin to grow when triggered by an electromagnetic field formed by the plurality of antennas.
(Aspect A5)
The information processing device for self-learning according to aspect A4,
the electromagnetic field formed by the plurality of antennas grows the one or more precursors into one or more collections of helical nanowires;
An information processing device, wherein each of the one or more collections of helical nanowires corresponds to a periodic or approximately periodic event in the input data.
(Aspect A6)
An information processing device for self-learning according to any one of aspects A1 to A5,
the plurality of antennas are arranged such that the plurality of antennas generate a 3D distribution of a spiral electromagnetic field;
10. An information processing apparatus, comprising: a geometric self-learning by loop information processing, wherein the 3D distribution of the spiral electromagnetic field is formed by variables having similar magnitudes in the input data.
(Aspect A7)
The information processing device for self-learning according to any one of Aspects A1 to A6,
An information processing device, wherein the frequencies of the set of frequency signals are determined using a catalog of one or more specific molecules that synthesize helical nanowires having typical lengths, pitches, and diameters as a function of frequency.
(Aspect A8)
An information processing device for self-learning according to any one of aspects A1 to A7,
a laser light source;
a pair of vortex lenses, one on each side of the vessel;
and
An information processing device, wherein each of the vortex lenses is connected to one piezoelectric resonator.
(Aspect A9)
The information processing device for self-learning according to aspect A8,
The information processing device further comprising a pair of crossed polarizers positioned between the laser light source and one of the vortex lenses.
(Aspect A10)
The information processing device for self-learning according to any one of Aspects A1 to A9,
The pair of vortex lenses projects one or more optical vortices having a structure related to prior input data.
(Aspect A11)
The information processing device for self-study according to aspect A10,
The information processing device further comprises a second transformer that transforms the one or more optical vortex structures into output data using one or more transformation algorithms.
(Aspect A12)
An information processing method for self-learning, comprising:
Providing a gel material disposed within a container;
generating an electromagnetic field corresponding to input data and applying the electromagnetic field to a plurality of antennas disposed around the container;
An information processing method comprising:
100 自己学習のための情報処理装置
110 変換部(第1変換器)
111 アンテナ
120 容器
131 レーザ光源
132 直交偏光子
136 第1ボルテックス・レンズ
137 第2ボルテックス・レンズ
152 変換部(第2変換器)
100 Information processing device for self-learning 110 Conversion unit (first converter)
111 Antenna 120 Container 131 Laser light source 132 Crossed polarizer 136 First vortex lens 137 Second vortex lens 152 Converter (second converter)
Claims (11)
容器と、
前記容器内に配置されたゲル状材料と、
前記容器の周囲に配置され、入力データに対応する電磁界を生成する複数のアンテナと、
レーザ光源およびピエゾ共振器に接続された一対のボルテックス・レンズと、
を備え、
前記ゲル状材料は、前記複数のアンテナからの電磁界によって自己組織化され、
前記レーザ光源から発せられるレーザ光は、前記一対のボルテックス・レンズの一方を通過して前記自己組織化されたゲル状材料に照射され、前記一対のボルテックス・レンズの他方から前記ゲル状材料の構造を反映する光学渦が形成される、
ゲル処理装置。 A gel processing apparatus for processing a gel-like material , comprising:
A container and
a gel material disposed within the container;
a plurality of antennas arranged around the container to generate electromagnetic fields corresponding to input data;
a pair of vortex lenses connected to a laser light source and a piezoelectric resonator;
Equipped with
the gel material is self-assembled by the electromagnetic fields from the plurality of antennas;
The laser light emitted from the laser light source passes through one of the pair of vortex lenses and is irradiated onto the self-assembled gel-like material, and an optical vortex that reflects the structure of the gel-like material is formed from the other of the pair of vortex lenses.
Gel processing equipment.
前記複数のアンテナは、前記容器の周囲に、共通の水平ベース上に、同心状に配置される、ゲル処理装置。 2. The gel processing device according to claim 1,
A gel processing device, wherein the plurality of antennas are concentrically arranged around the container on a common horizontal base.
前記入力データを周波数信号の組に変換する第1変換器を備え、
前記周波数信号の組は、前記複数のアンテナに供給され、前記複数のアンテナは、前記ゲル状材料に前記入力データをリモートで送信する、ゲル処理装置。 3. The gel processing device according to claim 1 or 2,
a first converter for converting the input data into a set of frequency signals;
The set of frequency signals is provided to the plurality of antennas, which remotely transmit the input data to the gel material .
前記ゲル状材料は、前記複数のアンテナによって形成される電磁界によってトリガされて成長を開始する1以上の前駆体を含み、
前記前駆体の溶液を調製するために種々の溶媒が用いられ、前記前駆体の溶液は、前記複数のアンテナが前記溶液に前記入力データを送信することにより、ゲルに変化する、ゲル処理装置。 The gel processing device according to any one of claims 1 to 3,
the gel material includes one or more precursors whose growth is triggered by an electromagnetic field formed by the plurality of antennas;
A gel processing device, wherein various solvents are used to prepare the precursor solution, and the precursor solution is transformed into a gel by the plurality of antennas transmitting the input data to the solution.
前記複数のアンテナによって形成された前記電磁界は、前記1以上の前駆体を螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体に成長させ、
前記螺旋状ナノワイヤの1以上の集合体はそれぞれ、前記入力データ中の周期的事象または略周期的事象にそれぞれ対応する、ゲル処理装置。 5. The gel processing device according to claim 4,
the electromagnetic field formed by the plurality of antennas grows the one or more precursors into one or more collections of helical nanowires;
The gel processing device, wherein each of the one or more collections of helical nanowires corresponds to a periodic or near-periodic event in the input data.
前記複数のアンテナは、前記容器内に螺旋状電磁界の3D分布を形成する放射を行うように配置され、
半周期的電磁界、周期的電磁界、または螺旋状電磁界の前記3D分布は、ループの幾何的形状を含み、各ループは、前記入力データにエンコードされた変数を表す、ゲル処理装置。 6. The gel processing device according to claim 1,
the plurality of antennas are arranged to radiate a 3D distribution of a spiral electromagnetic field within the vessel;
The gel processing device , wherein the 3D distribution of a semi-periodic, periodic, or helical electromagnetic field comprises a geometry of loops, each loop representing a variable encoded in the input data.
前記入力データの周波数は、周波数の関数として、螺旋状ナノワイヤを合成する、1以上の特定の分子のカタログを用いて決定され、
前記入力データ中のループの時間周期は、前記螺旋状ナノワイヤをベースとするゲル状材料のより高次の共振の最大時間および最小時間に従って変化し、
前記螺旋状ナノワイヤの集合体での局所的な電磁界は、より高次の階層的自己集合をトリガし、
特定のゲル状材料に対して、各自己組織化アーキテクチャの共振の上限時間、およびリング周囲上の偏光、直径、および位相特異点の限界値を有する、対応する光学渦が存在する、ゲル処理装置。 7. The gel processing device according to claim 1,
the frequency of the input data is determined using a catalog of one or more specific molecules that synthesize helical nanowires as a function of frequency;
the time period of the loop in the input data varies according to the maximum and minimum times of higher order resonances of the helical nanowire-based gel material;
a localized electromagnetic field at the collection of helical nanowires triggers higher order hierarchical self-assembly;
A gel processing device in which for a particular gel-like material, there exists a corresponding optical vortex with upper time limits for resonance of each self-assembled architecture and limiting values for polarization, diameter, and phase singularity on the ring circumference.
前記レーザ光源と前記複数のボルテックス・レンズの1つとの間に配置され、単色光を偏光信号に変換する一対の直交偏光子をさらに備える、ゲル処理装置。 8. The gel processing device according to claim 1,
The gel processing device further comprising a pair of crossed polarizers disposed between the laser light source and one of the plurality of vortex lenses to convert the monochromatic light into a polarized light signal.
前記一対のボルテックス・レンズは、前記容器の2つの側に保持され、前記入力データ内の周期的事象の幾何を保持する構造を有する、ゲル・ナノワイヤおよびナノワイヤベースの超構造によって生成される、1以上の光学渦を前後に反射し、
前記ピエゾ共振器に接続されるボルテックス・レンズは、振動して、前記ゲル状材料のファイバ・ネットワークから放出される近接する渦を分離する、ゲル処理装置。 9. The gel processing device according to claim 1,
the pair of vortex lenses are held on two sides of the container and reflect back and forth one or more optical vortices generated by gel nanowires and nanowire-based superstructures, the structure of which preserves the geometry of periodic events in the input data;
A vortex lens connected to the piezo resonator vibrates to separate adjacent vortices emanating from a fiber network of the gel material.
前記1以上の光学渦の構造をこの構造に対応する出力データに変換する、データ変換器をさらに備え、
前記データ変換器は、次々に変化する幾何的形状の組を決定し、画像の組は、光学渦上に付与されて、渦極性の方向に追従して回転され、
前記データ変換器は、2つの直交方向のゲルのファイバ・ループによって、放出される信号バースト間の相対位相変化を測定することによって、前記幾何的形状の組を決定し、この決定に基づいて、渦出力を前記出力データに変換する、ゲル処理装置。 10. The gel processing device according to claim 9,
a data converter that converts the structure of the one or more optical vortices into output data corresponding to the structure ;
the data converter determines a set of successively varying geometric shapes, the set of images being imposed on the optical vortex and rotated to follow the direction of the vortex polarity;
The data converter determines the set of geometric shapes by measuring the relative phase change between signal bursts emitted by two orthogonal gel fiber loops, and converts vortex outputs into the output data based on this determination.
容器内に自己組織化された構造を含む超構造を構築する、ニューラルネットワークとして機能する螺旋状ナノワイヤのゲル状材料のファイバを準備する工程であって、次の工程のための出発材料として1工程合成の出力生成物が用いられる工程と、
相互に絡み合った電磁界のループを生成する工程であって、前記ループは、入力データ中の変数の全てのループを生成し、クロックの統合自己組織化アーキテクチャを合成する、ゲル状材料の自己組織化を誘発する、工程と、
を有する、ゲル処理方法。 1. A gel processing method for processing a gel-like material , comprising:
preparing a fiber of gel-like material of helical nanowires that acts as a neural network to build a superstructure containing self-assembled structures in a container, the output product of the one-step synthesis being used as starting material for the next step;
generating loops of intertwined electromagnetic fields , said loops generating all loops of variables in the input data, and inducing self-assembly of a gel-like material that synthesizes a unified self-assembly architecture of the clock;
A method for processing a gel , comprising:
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140219170A1 (en) | 2011-08-12 | 2014-08-07 | China Academy Of Telecommunications Technology | Method and device for reporting capability of ue |
| US20160253498A1 (en) | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Qualcomm Incorporated | Methods and Systems for On-Device High-Granularity Classification of Device Behaviors using Multi-Label Models |
| US20220116764A1 (en) | 2020-10-09 | 2022-04-14 | Qualcomm Incorporated | User equipment (ue) capability report for machine learning applications |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140219170A1 (en) | 2011-08-12 | 2014-08-07 | China Academy Of Telecommunications Technology | Method and device for reporting capability of ue |
| JP2014527347A (en) | 2011-08-12 | 2014-10-09 | 電信科学技術研究院 | Method and apparatus for reporting terminal capability |
| US20160253498A1 (en) | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Qualcomm Incorporated | Methods and Systems for On-Device High-Granularity Classification of Device Behaviors using Multi-Label Models |
| US20220116764A1 (en) | 2020-10-09 | 2022-04-14 | Qualcomm Incorporated | User equipment (ue) capability report for machine learning applications |
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