JP7790591B2 - Node assembly, concept sequencer, node assembly generation program, and node assembly generation method - Google Patents
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Description
開示の技術は、人工ニューラルネットワークを用いたノードアッセンブリ、概念シーケンサ、ノードアッセンブリ生成プログラム、及びノードアッセンブリ生成方法に関する。 The disclosed technology relates to a node assembly using an artificial neural network, a concept sequencer, a node assembly generation program, and a node assembly generation method.
人工ニューラルネットワークは、ネットワーク内のパラメータに数値を保持することができる(例えば非特許文献:岡谷貴之著、「ディープラーニング」、映像情報メディア学会誌、2014年68巻6号 p. 466-471参照)。このパラメータは入力を出力に変換する関数のパラメータであり、何らかの概念を指し示すものではない。すなわち、概念の記憶ではない。 Artificial neural networks can store numerical values in their parameters (see, for example, non-patent literature: Takayuki Okatani, "Deep Learning," Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, Vol. 68, No. 6, 2014, pp. 466-471). These parameters are parameters of a function that converts input to output, and do not refer to any concept. In other words, they are not conceptual memories.
人工ニューラルネットワークとは無関係だが、コンピュータに用いられるメモリ素子も数値を保持することができる。したがって、数値と概念を対応付けておけば、メモリ素子に概念を記憶することができる。しかし、メモリ素子に記憶された概念は変化することがない。また、メモリ素子に記憶された概念は、人が記憶する概念のように他の概念と関わりあって新たな概念を生み出すことはない。 Although unrelated to artificial neural networks, memory elements used in computers can also store numerical values. Therefore, by associating numbers with concepts, concepts can be stored in memory elements. However, concepts stored in memory elements do not change. Furthermore, concepts stored in memory elements do not interact with other concepts to create new concepts, as do concepts stored by humans.
人工ニューラルネットワークの教師あり学習は、教えられた入出力を再現することができる。また、人工ニューラルネットワークの教師あり学習は、教えられていない入力に対しては、既に教えられた類似する入力を探索して対応する出力を選ぶことができる。しかしながら、人工ニューラルネットワークの教師あり学習は、入力が既に教えられた入力と類似していない場合には出力を選ぶことはできない。また、人工ニューラルネットワークの教師あり学習は、最初に教えられた出力以外の出力を新たに創造することはできない。 Supervised learning in artificial neural networks can reproduce the input and output that it has been taught. Furthermore, for inputs that it has not been taught, supervised learning in artificial neural networks can search for similar inputs that it has already been taught and select the corresponding output. However, supervised learning in artificial neural networks cannot select an output if the input is not similar to the inputs that it has already been taught. Furthermore, supervised learning in artificial neural networks cannot create new outputs other than the outputs that it was originally taught.
一方で、人工ニューラルネットワークの強化学習では、報酬を与えると報酬を最大にする未知の入力を探すことができる。しかしながら、報酬は与えられるものであるため、人工ニューラルネットワークの強化学習では報酬を自ら創造することはできない。また、報酬が未知の場合に真の報酬を探すこともできない。 On the other hand, reinforcement learning in artificial neural networks can find unknown inputs that maximize rewards when given a reward. However, because rewards are given, reinforcement learning in artificial neural networks cannot create rewards on its own. Nor can it find true rewards when the reward is unknown.
こうした事実は、既存の人工ニューラルネットワークが自ら概念を生み出すことができないことに起因している。自ら概念を生み出せないということは、既存の人工ニューラルネットワークでは知性を持つことができないとも言える。 This fact arises from the fact that existing artificial neural networks are unable to generate concepts on their own. The inability to generate concepts on their own also means that existing artificial neural networks cannot possess intelligence.
開示の技術は、上記の点に鑑みてなされたものであり、自らが概念を生み出すことができるノードアッセンブリ、概念シーケンサ、ノードアッセンブリ生成プログラム、及びノードアッセンブリ生成方法を提供することを目的とする。 The disclosed technology has been developed in consideration of the above points, and aims to provide a node assembly, a concept sequencer, a node assembly generation program, and a node assembly generation method that can generate concepts on their own.
本開示の第1態様は、外部入力部、エッジ情報伝達効率変更部、エッジ選択部、及び記憶部を備えるコンピュータによって用いられ、ビット情報を伝達する少なくとも1本以上のエッジによって接続された少なくとも1つ以上のノードを含む、前記記憶部に記憶されるネットワークで構成されたノードアッセンブリであって、各々の前記ノードにおける内部状態が、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表され、各々の前記ノードにおける外部状態が前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定され、前記エッジ選択部が前記ネットワークから選択した各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジ情報伝達効率変更部が前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させる前記ネットワークに対して、前記外部入力部がビット情報を入力した場合に、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードによって構成されるノードアッセンブリである。 A first aspect of the present disclosure is a node assembly used by a computer having an external input unit, an edge information transmission efficiency change unit, an edge selection unit, and a storage unit, and including at least one or more nodes connected by at least one or more edges that transmit bit information , the node assembly being configured with a network stored in the storage unit, wherein the internal state of each of the nodes is expressed by the sum of a predetermined function that is a value that numerically represents the internal state of the node and is expressed by potentials and time that affect the firing state of the node, and a sum of input values input to each of the nodes from all of the connected edges, and The external state of the network is determined to be an ignition state or a non-ignition state by comparing the potential with a predetermined ignition threshold, and the edge selection unit changes the information transmission efficiency , which represents the transmission efficiency of bit information at each edge selected from the network, by the edge information transmission efficiency change unit according to the difference in ignition time at each node connected to both ends of the edge.When the external input unit inputs bit information to the network, the node assembly is composed of all nodes that are connected to other nodes other than themselves by a single edge, out of the nodes that fire within a predetermined threshold time from a specific time.
本開示の第2態様は、第1態様に記載の複数の前記ノードアッセンブリと、各々の前記ノードアッセンブリに含まれる何れかの前記ノードを接続することによって前記ノードアッセンブリ同士を接続する少なくとも1本以上の前記エッジとを含み、前記ノードアッセンブリが生成された後も、前記外部入力部が、前記ノードアッセンブリを構成する前記ノードに接続された前記エッジにビット情報の入力を継続した場合に生成される閉回路であって、複数の前記ノードアッセンブリが前記エッジによって環状に接続された少なくとも1つの再帰回路を含んだネットワークである概念シーケンサである。 A second aspect of the present disclosure is a conceptual sequencer that includes a plurality of the node assemblies described in the first aspect and at least one or more edges that connect the node assemblies to each other by connecting any of the nodes included in each of the node assemblies, and is a closed circuit that is generated when the external input unit continues to input bit information to the edges connected to the nodes that make up the node assembly even after the node assembly has been generated, and is a network that includes at least one recursive circuit in which the plurality of node assemblies are connected in a circular manner by the edges.
本開示の第3態様は、ビット情報を伝達する少なくとも1本以上のエッジによって接続された少なくとも1つ以上のノードを含むネットワークにおいて、各々の前記ノードにおける内部状態を、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表し、各々の前記ノードにおける外部状態を前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定し、各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させることで、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードを含むノードアッセンブリを生成する処理をコンピュータに実行させるノードアッセンブリ生成プログラムである。 A third aspect of the present disclosure is a node assembly generation program that causes a computer to execute a process to generate a node assembly including all nodes that are connected to other nodes by a single edge from each node that has fired within a predetermined threshold time from a specific time, by expressing the internal state of each node as the sum of a predetermined function that is a value that numerically represents the internal state of the node and is expressed by a potential and time that affects the firing state of the node, and the sum of the input values input to each node from all connected edges, determining the external state of each node as fired or non-fired by comparing the potential with a predetermined firing threshold, and changing the information transmission efficiency that represents the efficiency of transmission of bit information on each edge according to the difference in firing time at each node connected to both ends of the edge.
本開示の第4態様は、ビット情報を伝達する少なくとも1本以上のエッジによって接続された少なくとも1つ以上のノードを含むネットワークにおいて、各々の前記ノードにおける内部状態を、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表し、各々の前記ノードにおける外部状態を前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定し、各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させることで、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードを含むノードアッセンブリを生成する処理をコンピュータが実行するノードアッセンブリ生成方法である。 A fourth aspect of the present disclosure is a node assembly generation method in which a computer executes a process to generate a node assembly including all nodes that are connected to other nodes other than itself by one edge, out of the nodes that have fired within a predetermined threshold time from a specific time, by expressing the internal state of each of the nodes as the sum of a predetermined function that is expressed by a value that numerically expresses the internal state of the node and is expressed by a potential that affects the firing state of the node and time, and a sum of input values that are input to each of the nodes from all of the connected edges, determining the external state of each of the nodes to be in an fired state or a non-fired state by comparing the potential with a predetermined firing threshold, and changing an information transmission efficiency that represents the transmission efficiency of the bit information on each of the edges according to the difference in firing time at each of the nodes connected to both ends of the edge.
本開示のノードアッセンブリ、概念シーケンサ、ノードアッセンブリ生成プログラム、及びノードアッセンブリ生成方法によれば、自らが概念を生み出すことができる、という効果を有する。 The node assembly, concept sequencer, node assembly generation program, and node assembly generation method disclosed herein have the effect of enabling users to create concepts on their own.
以下、開示の技術に係る実施形態の一例を、図面を参照しながら説明する。なお、同一又は等価な構成要素、部分、及び処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。 An example of an embodiment of the disclosed technology will be described below with reference to the drawings. Note that identical or equivalent components, parts, and processes will be denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and redundant explanations will be omitted.
図1は、ノード2とエッジ3を含む人工ニューラルネットワーク1の一例を示す図である。説明の便宜上、人工ニューラルネットワーク1を「ネットワーク1」と表す。 Figure 1 shows an example of an artificial neural network 1 including nodes 2 and edges 3. For ease of explanation, the artificial neural network 1 will be referred to as "Network 1."
ネットワーク1において、エッジ3は矢印方向に沿った単方向に入力値(「ビット情報」という)を伝達する。エッジ3を流れるビット情報の発生源であるノード2を「起点ノード2」、エッジ3からビット情報を受け取るノード2を「終点ノード2」と定義する。また、起点ノード2及び終点ノード2を区別して説明する必要がない場合には「ノード2」と表す。 In network 1, edge 3 transmits input values (referred to as "bit information") unidirectionally along the direction of the arrow. Node 2, which is the source of the bit information flowing through edge 3, is defined as the "origin node 2," and node 2, which receives the bit information from edge 3, is defined as the "end node 2." Furthermore, when there is no need to distinguish between the origin node 2 and the end node 2, they will be referred to as "node 2."
ネットワーク1は、1本以上のエッジ3によって接続された少なくとも1つ以上のノード2を含む。 Network 1 includes at least one or more nodes 2 connected by one or more edges 3.
ノード2は内部状態にポテンシャルv、発火閾値θ、リセット値r、及び不応期間rpを有し、外部状態に発火ビットを持つ。発火ビットは“0”又は“1”の値を取る。発火ビットは、ノード2における発火状態を表す出力である。 Node 2 has an internal state with a potential v, a firing threshold θ, a reset value r, and a refractory period rp, and an external state with a firing bit. The firing bit can take the value "0" or "1." The firing bit is an output that represents the firing state at node 2.
エッジ3は内部状態に遅れdと情報伝達効率wを持つ。また、ネットワーク1に対して、ネットワーク1全体の時刻、すなわち、ネットワーク時刻tを定義する。 Edge 3 has a delay d in its internal state and an information transmission efficiency w. Also, for Network 1, we define the time of the entire Network 1, i.e., network time t.
ここで、ノード2のポテンシャルvとは、ノード2の内部状態を数値として表す値であって、ノード2の発火状態に影響を与える値である。ノード2のポテンシャルvは2項の和によって表される。1項目は、ポテンシャルv及びネットワーク時刻tによって表される予め定めた関数である。2項目は、接続されたすべてのエッジ3からノード2に入力されるビット情報の総和である。 Here, the potential v of node 2 is a value that numerically represents the internal state of node 2 and affects the firing state of node 2. The potential v of node 2 is expressed as the sum of two terms. The first term is a predetermined function expressed by the potential v and the network time t. The second term is the sum of the bit information input to node 2 from all connected edges 3.
ノード2の内部状態は、例えば(1)式によって表される。(1)式において、“v”はノード2の内部状態、すなわち、ノード2が有するポテンシャル、“t”はネットワーク時刻、“Σw”はネットワーク時刻tにおいて、ノード2に接続される各々のエッジ3に入力されるビット情報とエッジ3の情報伝達効率wの積和である。 The internal state of node 2 is expressed, for example, by equation (1). In equation (1), "v" is the internal state of node 2, i.e., the potential of node 2, "t" is network time, and "Σw" is the sum of the products of the bit information input to each edge 3 connected to node 2 and the information transmission efficiency w of edge 3 at network time t.
(数1)
dv/dt=Σw ・・・ (1)
(Equation 1)
dv/dt=Σw... (1)
また、ノード2の内部状態は、例えば(2)式及び(3)式によっても表される。“u”は(2)式及び(3)式の中だけで使用される変数であって、発火したノード2のポテンシャルvを回復させる回復変数であり、“a”は回復変数uを時間的にどれだけ減衰させるかを制御する時定数であり、“b”はノード2の内部状態に対する回復変数uの感受性に影響を与える定数である。 The internal state of node 2 can also be expressed, for example, by equations (2) and (3). "u" is a variable used only in equations (2) and (3) and is a recovery variable that recovers the potential v of node 2 that has fired. "a" is a time constant that controls how much the recovery variable u decays over time. "b" is a constant that affects the sensitivity of the recovery variable u to the internal state of node 2.
(数2)
dv/dt=0.04v2+5v+140-u+Σw ・・・ (2)
du/dt=a(bv-u) ・・・ (3)
(Equation 2)
dv/dt=0.04v 2 +5v+140-u+Σw... (2)
du/dt=a(bv-u)... (3)
更に、ノード2の内部状態は、Hodgkin-Huxleyモデルと呼ばれる連立微分方程式によっても表される(例えば<https://compneuro-julia.github.io/neuron-model/hodgkin-huxley.html>参照)。 Furthermore, the internal state of node 2 is also represented by a system of differential equations called the Hodgkin-Huxley model (see, for example, <https://compneuro-julia.github.io/neuron-model/hodgkin-huxley.html>).
ネットワーク1では、ノード2のポテンシャルvが発火閾値θを超えたときにノード2が発火する。ノード2が発火すると、ノード2が発火してから予め定めた規定時間が経過するまでの間だけノード2の発火ビットが“1”となる。ノード2の発火に伴い、ノード2のポテンシャルvはリセット値rに設定され、規定時間経過後にノード2の発火ビットが“0”になる。ノード2が一度発火すると、ノード2の発火時刻から不応期間rpが経過するまでは、ノード2のポテンシャルvが発火閾値θを超えても発火しないようになっている。 In network 1, node 2 fires when the potential v of node 2 exceeds the firing threshold θ. When node 2 fires, the firing bit of node 2 becomes "1" only until a predetermined time has elapsed since node 2 fired. When node 2 fires, the potential v of node 2 is set to a reset value r, and after the predetermined time has elapsed, the firing bit of node 2 becomes "0". Once node 2 fires, it will not fire even if the potential v of node 2 exceeds the firing threshold θ until the refractory period rp has elapsed from the time node 2 fires.
ノード2の発火に伴ってエッジ3を流れるビット情報は、ノード2の発火ビットである。エッジ3の起点ノード2が発火した発火時刻から遅れdによって表される時間が経過した場合に、エッジ3の終点ノード2に発火ビットが到着し、発火ビット×情報伝達効率wの実数値が終点ノード2へ入力される。すなわち、情報伝達効率wは、各々のエッジ3におけるビット情報の伝達効率を表す。起点ノード2が発火していない場合、起点ノード2の発火ビットは“0”であるから、終点ノード2に“0”が入力される。 The bit information that flows through edge 3 when node 2 fires is the firing bit of node 2. When the time represented by delay d has passed since the firing time when source node 2 of edge 3 fires, the firing bit arrives at destination node 2 of edge 3, and the real value of firing bit x information transmission efficiency w is input to destination node 2. In other words, information transmission efficiency w represents the transmission efficiency of bit information on each edge 3. When source node 2 is not firing, the firing bit of source node 2 is "0", so "0" is input to destination node 2.
エッジ3の情報伝達効率wはエッジ3の両端ノード2、すなわち、起点ノード2と終点ノード2の発火タイミング、すなわち、発火時刻の差に応じて変化する性質を持つ。更に、エッジ3の情報伝達効率wは、後ほど説明するエッジ情報伝達効率変更部5A(図3参照)の指示によって変化する性質を持ってもよい。両端ノード2の発火タイミングに応じて情報伝達効率wが変化する性質を「エッジ3の可塑性」と呼ぶ。 The information transmission efficiency w of edge 3 has the property of changing depending on the firing timing of both end nodes 2 of edge 3, i.e., the difference in firing time, between the starting node 2 and the ending node 2. Furthermore, the information transmission efficiency w of edge 3 may have the property of changing depending on the instructions of the edge information transmission efficiency change unit 5A (see Figure 3), which will be explained later. The property of the information transmission efficiency w changing depending on the firing timing of both end nodes 2 is called the "plasticity of edge 3."
両端ノード2の発火タイミングによる情報伝達効率wの変化は、両端ノード2のうち、どちらのノード2が先に発火したかによって情報伝達効率wの増減を表す正負の符号が決められ、両端ノード2の発火時刻の差の大きさによって情報伝達効率wの増減幅が決められる。 The change in information transmission efficiency w due to the firing timing of the end nodes 2 is determined by which of the end nodes 2 fires first, and the positive or negative sign representing the increase or decrease in information transmission efficiency w is determined by the magnitude of the difference in firing times of the end nodes 2.
ノード2が全結合、又はランダム結合した図1に示すようなネットワーク1に入力を与えることによって複数のノード2が発火すると、エッジ3の可塑性により、エッジ3の情報伝達効率wが自律的に強化若しくは弱化される。エッジ3の情報伝達効率wの変化により強固に結合したノード群を「ノードアッセンブリ4」と定義する。ノード群の結合の強固さを測る尺度は時間である。ノード群の結合の強固さを測る尺度として閾値時間(例えば10ms)を定め、特定の時刻から閾値時間以内に発火した各々のノード2のうち、自分以外の他のノード2と1本のエッジ3で接続されているすべてのノード2を含んだ集合がノードアッセンブリ4である。 When multiple nodes 2 fire by providing input to a network 1 such as that shown in Figure 1, in which nodes 2 are fully or randomly connected, the information transmission efficiency w of edges 3 is autonomously strengthened or weakened due to the plasticity of edges 3. A group of nodes that are strongly connected due to changes in the information transmission efficiency w of edges 3 is defined as a "node assembly 4." The measure of the strength of the connections in a node group is time. A threshold time (e.g., 10 ms) is set as a measure of the strength of the connections in a node group, and the node assembly 4 is the set of all nodes 2 that fire within the threshold time from a specific time and are connected to other nodes 2 by a single edge 3.
図2は、ノードアッセンブリ4の一例を示す図である。図2のネットワーク1において、他のエッジ3よりも太いエッジ3で結合されたノード2の集合がノードアッセンブリ4である。ノードアッセンブリ4のうち、1つ以上のノード2が発火している状態を「ノードアッセンブリ4が活性化している」と表す。ネットワーク1に複数の入力を繰り返し入力すると、特定の入力に対して活性化しやすいノードアッセンブリ4が生成される。こうして生成されたノードアッセンブリ4は入力に関する概念を表していることになる。 Figure 2 is a diagram showing an example of a node assembly 4. In network 1 in Figure 2, a node assembly 4 is a set of nodes 2 connected by edges 3 that are thicker than the other edges 3. A state in which one or more nodes 2 in a node assembly 4 are firing is expressed as "node assembly 4 is activated." When multiple inputs are repeatedly input to network 1, node assemblies 4 that are likely to be activated in response to specific inputs are generated. The node assemblies 4 generated in this way represent concepts related to input.
図3は、こうしたノードアッセンブリ4を生成する情報処理装置5の機能構成例を示す図である。 Figure 3 shows an example functional configuration of an information processing device 5 that generates such a node assembly 4.
情報処理装置5は、エッジ情報伝達効率変更部5A、報酬評価部5B、エッジ選択部5C、外部入力部5D、及び記憶部5Eを含む。 The information processing device 5 includes an edge information transmission efficiency change unit 5A, a reward evaluation unit 5B, an edge selection unit 5C, an external input unit 5D, and a memory unit 5E.
記憶部5Eにはネットワーク1が記憶されており、エッジ情報伝達効率変更部5Aは、後述するエッジ選択部5Cによって選択されたエッジ3の情報伝達効率wを、報酬評価部5Bによって評価された報酬の評価結果に応じて変化させる。 Network 1 is stored in memory unit 5E, and edge information transmission efficiency change unit 5A changes the information transmission efficiency w of edge 3 selected by edge selection unit 5C (described later) in accordance with the reward evaluation result evaluated by reward evaluation unit 5B.
報酬評価部5Bは、ネットワーク1に含まれる予め定めた複数のノード2における発火状態を表す発火ビットを並べて生成した出力ビット列の内容と期待する出力ビット列の内容との合致度合いを報酬として評価し、報酬の評価結果をエッジ情報伝達効率変更部5Aに通知する。 The reward evaluation unit 5B evaluates the degree of match between the contents of the output bit string generated by arranging firing bits representing the firing states at a predetermined number of nodes 2 included in the network 1 and the contents of the expected output bit string as a reward, and notifies the edge information transmission efficiency change unit 5A of the reward evaluation result.
エッジ選択部5Cは、ネットワーク1の中から、エッジ情報伝達効率変更部5Aにより情報伝達効率wを変化させるエッジ3を選択する。エッジ選択部5Cにおけるエッジ3の選択方法には2通り存在する。1つ目は、ネットワーク1に含まれるすべてのエッジ3を選択する選択方法である。2つ目は、接続されたノード2の発火時刻と報酬評価部5Bによって報酬を評価した評価時刻がより近いエッジ3から優先的に選択する選択方法である。具体的には、報酬評価部5Bによって報酬を評価した評価時刻から予め定めた時刻だけ離れた判定時刻において発火状態にあるノード2から、予め定めた確率に従って選択された各々のノード2にビット情報を入力するすべてのエッジ3を選択する。なお、エッジ選択部5Cにおけるエッジ3の選択方法については、後ほど詳細に説明する。 The edge selection unit 5C selects edges 3 from the network 1 whose information transmission efficiency w is changed by the edge information transmission efficiency modification unit 5A. There are two methods for selecting edges 3 in the edge selection unit 5C. The first is a selection method that selects all edges 3 included in the network 1. The second is a selection method that prioritizes the selection of edges 3 whose evaluation time at which the reward is evaluated by the reward evaluation unit 5B is closer to the firing time of the connected node 2. Specifically, from nodes 2 that are in an firing state at a judgment time that is a predetermined time away from the evaluation time at which the reward is evaluated by the reward evaluation unit 5B, all edges 3 that input bit information to each node 2 selected according to a predetermined probability are selected. The edge selection method in the edge selection unit 5C will be explained in detail later.
外部入力部5Dは、ネットワーク1の少なくとも1つのノード2に、ネットワーク1の外側からビット情報を入力する。 The external input unit 5D inputs bit information from outside the network 1 to at least one node 2 of the network 1.
一方、図2に例示したノードアッセンブリ4は入力を受けるだけでなく、他のノード2へビット情報の出力を行う。したがって、外部入力部5Dによるネットワーク1の外側からの入力と、ネットワーク1内のノードアッセンブリ4からの入力によってエッジ3の情報伝達効率wが変化し、新たなノードアッセンブリ4が生成されることがある。新たに生成されたノードアッセンブリ4は、ネットワーク1の外側からの入力が表す概念と、ネットワーク1内のノードアッセンブリ4が表す概念に関連する概念とが融合した概念を表す。すなわち、新たに生成されたノードアッセンブリ4が表す概念は、ネットワーク1の外側からの入力によって表される概念とも、ネットワーク1内のノードアッセンブリ4によって表される概念とも異なる新規概念である。このようにして、ノードアッセンブリ4が自ら概念を生み出す。 On the other hand, the node assembly 4 illustrated in Figure 2 not only receives input, but also outputs bit information to other nodes 2. Therefore, the information transmission efficiency w of edge 3 may change depending on the input from outside network 1 via external input unit 5D and the input from node assembly 4 within network 1, resulting in the generation of a new node assembly 4. The newly generated node assembly 4 represents a concept that combines the concept represented by the input from outside network 1 with a concept related to the concept represented by node assembly 4 within network 1. In other words, the concept represented by the newly generated node assembly 4 is a new concept that is different from both the concept represented by the input from outside network 1 and the concept represented by node assembly 4 within network 1. In this way, the node assembly 4 generates its own concept.
また、ノードアッセンブリ4が生成された後に、外部入力部5Dによるネットワーク1の外側からの入力と、ネットワーク1内の他のノードアッセンブリ4、すなわち、既存のノードアッセンブリ4からの入力によってエッジ3の情報伝達効率wが変化し、既存のノードアッセンブリ4に含まれるノード数が変化することもある。こうした事象は、既存のノードアッセンブリ4の概念が拡張されたり、縮小されたりすることを表す。概念の拡張や縮小は、概念を変化させ新たな概念を生み出すことの助けとなる。 Furthermore, after a node assembly 4 is generated, the information transmission efficiency w of edge 3 may change due to input from outside network 1 via external input unit 5D and input from other node assemblies 4 within network 1, i.e., existing node assemblies 4, and the number of nodes included in the existing node assembly 4 may change. Such events represent the expansion or contraction of the concept of the existing node assembly 4. The expansion or contraction of concepts helps to change concepts and create new concepts.
なお、ネットワーク1が再帰回路を含む場合、ネットワーク1の外側からの入力なしに、ネットワーク1内からの入力のみでネットワーク1内のノード2が発火し続ける状態になる場合がある。ここで「再帰回路」とは、エッジ3によって環状に接続されたノード2によって構成される閉回路のことである。ネットワーク1の外側からの入力なしにノード2が発火し続ける状態を「ネットワーク1が自走する」と表す。ノード2が発火し続ける経路は複数通り存在し得る。ネットワーク1が自走を続けると、ネットワーク1内で複数個のノードアッセンブリ4、例えば第1のノードアッセンブリ4と第2のノードアッセンブリ4が活動することによってエッジ3の情報伝達効率wが変化し、その結果、ネットワーク1内に新たなノードアッセンブリ4が生成されることがある。こうして生成された新たなノードアッセンブリ4が表す概念は、第1のノードアッセンブリ4によって表される概念とも、第2のノードアッセンブリ4によって表される概念とも異なる新たな概念である。このようにして、ノードアッセンブリ4は、ネットワーク1の外側からの入力なしに新規概念を生み出す。この仕組みにより、人間の脳が眠っている間に新しい発見発明をなし得ることに類似した動作が行われる。 When network 1 includes a recursive circuit, node 2 within network 1 may continue to fire solely through input from within network 1, without any external input. Here, a "recursive circuit" refers to a closed circuit formed by nodes 2 connected in a circular fashion by edges 3. A state in which node 2 continues to fire without external input is referred to as "network 1 running on its own." There may be multiple paths by which node 2 continues to fire. As network 1 continues to run on its own, the activity of multiple node assemblies 4 within network 1, such as the first node assembly 4 and the second node assembly 4, may change the information transmission efficiency w of edge 3, resulting in the creation of a new node assembly 4 within network 1. The concept represented by this new node assembly 4 is a new concept different from both the concept represented by the first node assembly 4 and the concept represented by the second node assembly 4. In this way, node assembly 4 generates a new concept without external input from network 1. This mechanism works similarly to how the human brain can make new discoveries and inventions while asleep.
ネットワーク1が自走を続けると、ノード2間を接続するエッジ3の情報伝達効率wが変化し、既存のノードアッセンブリ4の境界が変化することもある。この状況は、既存のノードアッセンブリ4によって表される概念が拡張したり、縮小したりすることを表す。概念の拡張や縮小は、概念を変化させ、新たな概念を生み出すことの助けとなる。したがって、ネットワーク1の外側からの入力なしに概念の拡張や縮小を行い、新たな概念が生み出される。 As network 1 continues to operate independently, the information transmission efficiency w of edges 3 connecting nodes 2 may change, and the boundaries of existing node assemblies 4 may change. This situation indicates that the concepts represented by existing node assemblies 4 expand or contract. The expansion or contraction of concepts helps to change concepts and create new concepts. Therefore, concepts expand or contract without input from outside network 1, and new concepts are created.
なお、ネットワーク1に入力を与え続け、入力がない期間はネットワーク1を自走させ続ければ、ネットワーク1が新たな概念を獲得する知性を持ち始めることは確率的に起こり得る。なぜならば、ネットワーク1に対して多数の試行を行えば、いくつかの試行で知性を獲得したネットワーク1が得られることは生命の進化の歴史が証明している。ネットワーク1が知性を持つ確率を上げるためには、例えば報酬によりエッジ3の情報伝達効率wを変更すればよい。例えば報酬によりエッジ3の情報伝達効率wを増加させることで、報酬を増やす方向にノードアッセンブリ4が生成されやすくなる。ノードアッセンブリ4の生成確率が上がると、概念の発生確率が上がり、概念の複雑な関係性が発生する確率も上がる。すなわち、ネットワーク1が知性を持つ確率が上がる。 Furthermore, if input is continuously provided to Network 1 and Network 1 continues to run on its own during periods when there is no input, it is probabilistic that Network 1 will begin to acquire the intelligence to acquire new concepts. This is because the history of evolution of life has proven that if a large number of trials are performed on Network 1, a Network 1 that has acquired intelligence can be obtained in some of the trials. In order to increase the probability that Network 1 will be intelligent, for example, the information transmission efficiency w of Edge 3 can be changed using rewards. For example, by increasing the information transmission efficiency w of Edge 3 using rewards, it becomes more likely that node assemblies 4 will be generated in a direction that increases rewards. As the probability of generating node assemblies 4 increases, the probability of concepts emerging and the probability of complex relationships between concepts emerging also increase. In other words, the probability that Network 1 will be intelligent increases.
なお、公知の強化学習型人工ニューラルネットワークでは、強化学習型人工ニューラルネットワークに報酬と入力生成ルールを教えた後は、ネットワーク1の外側からの入力なしに動作する。したがって、表面上は強化学習型人工ニューラルネットワークも本開示のノードアッセンブリ4と同じく、ネットワーク1の外側からの入力なしに動作していると言えるが、強化学習型人工ニューラルネットワークでは教えられた報酬を最大化する動作しか行うことができない。また、強化学習型人工ニューラルネットワークは、入力生成ルールを外れた入力を新たに作り出すこともできない。すなわち、強化学習型人工ニューラルネットワークは、別の定義に基づいた報酬を自ら生成することができず、しかも、入力生成ルールを超えた新しい発想、すなわち、想定された解空間以外での解の発見も行うことができない。したがって、本開示のノードアッセンブリ4は、新たな報酬の定義付け、及び既存の解空間に囚われない解の発見をなし得る点が公知の強化学習型人工ニューラルネットワークとは異なる。 In known reinforcement learning artificial neural networks, after the reward and input generation rules are taught to the reinforcement learning artificial neural network, it operates without any input from outside network 1. Therefore, like node assembly 4 of the present disclosure, reinforcement learning artificial neural networks can be said to operate without any input from outside network 1 on the surface, but reinforcement learning artificial neural networks can only perform operations that maximize the taught reward. Furthermore, reinforcement learning artificial neural networks cannot create new inputs that deviate from the input generation rules. In other words, reinforcement learning artificial neural networks cannot generate rewards based on different definitions, nor can they come up with new ideas that go beyond the input generation rules, i.e., discover solutions outside the expected solution space. Therefore, node assembly 4 of the present disclosure differs from known reinforcement learning artificial neural networks in its ability to define new rewards and discover solutions that are not bound by the existing solution space.
続いて、本開示の情報処理装置5におけるハードウェア構成例について説明する。図4は、情報処理装置5のハードウェア構成例を示すブロック図である。図4に示すように、情報処理装置5はコンピュータ10を用いて構成され、プロセッサの一例であるCPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、不揮発性メモリ14、及び入出力インターフェース(I/O)15を備える。CPU11、ROM12、RAM13、不揮発性メモリ14、及びI/O15はバス16を介して各々接続されている。 Next, an example hardware configuration of the information processing device 5 of the present disclosure will be described. Figure 4 is a block diagram showing an example hardware configuration of the information processing device 5. As shown in Figure 4, the information processing device 5 is configured using a computer 10, and includes a CPU (Central Processing Unit) 11, which is an example of a processor, a ROM (Read Only Memory) 12, a RAM (Random Access Memory) 13, a non-volatile memory 14, and an input/output interface (I/O) 15. The CPU 11, ROM 12, RAM 13, non-volatile memory 14, and I/O 15 are each connected via a bus 16.
不揮発性メモリ14は、不揮発性メモリ14に供給される電力が遮断されても記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるがハードディスクを用いてもよい。不揮発性メモリ14には、例えばネットワーク1が記憶される。 Non-volatile memory 14 is an example of a storage device that maintains stored information even if the power supplied to non-volatile memory 14 is cut off. For example, semiconductor memory is used, but a hard disk may also be used. Network 1, for example, is stored in non-volatile memory 14.
I/O15には、例えば通信ユニット17、入力ユニット18、及び表示ユニット19が接続される。 For example, a communication unit 17, an input unit 18, and a display unit 19 are connected to the I/O 15.
通信ユニット17は通信回線に接続され、外部装置(図示省略)とデータ通信を行う通信プロトコルを備える。データ通信には、例えばイーサネット(登録商標)若しくはFDDI等の有線通信の規格、又は、4G、5G、若しくはWi-Fi(登録商標)等の無線通信の規格が用いられる。 The communication unit 17 is connected to a communication line and is equipped with a communication protocol for data communication with an external device (not shown). For data communication, a wired communication standard such as Ethernet (registered trademark) or FDDI, or a wireless communication standard such as 4G, 5G, or Wi-Fi (registered trademark) is used.
入力ユニット18は、ユーザの操作を受け付けてCPU11に通知するユニットの一例であり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、マウス、及びポインティングデバイス等が含まれる。 The input unit 18 is an example of a unit that accepts user operations and notifies the CPU 11, and includes, for example, buttons, touch panels, keyboards, mice, and pointing devices.
表示ユニット19は、CPU11によって処理された情報を視覚的に表示するユニットの一例であり、例えば液晶ディスプレイ及び有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等が含まれる。 The display unit 19 is an example of a unit that visually displays information processed by the CPU 11, and includes, for example, an LCD display and an organic EL (Electro Luminescence) display.
なお、通信ユニット17、入力ユニット18、及び表示ユニット19は必ずしもI/O15に接続される必要はなく、必要に応じてI/O15に接続される。 Note that the communication unit 17, input unit 18, and display unit 19 do not necessarily need to be connected to I/O 15, but can be connected to I/O 15 as needed.
次に、情報処理装置5によって生成されるノードアッセンブリ4の作用について説明する。 Next, we will explain the function of the node assembly 4 generated by the information processing device 5.
図5は、ノードアッセンブリ4の生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing an example of the process flow for generating node assembly 4.
ノードアッセンブリ4の生成処理を規定するノードアッセンブリ生成プログラムは、例えば情報処理装置5のROM12に予め記憶されている。情報処理装置5のCPU11は、ROM12に記憶されるノードアッセンブリ生成プログラムを読み込んで、ノードアッセンブリ4の生成処理を実行する。なお、不揮発性メモリ14には、図1に示したようなノードアッセンブリ4が生成される前のネットワーク1が記憶されているものとする。また、説明の便宜上、ネットワーク1の外側からの入力を「外部入力」と表す。 The node assembly generation program that defines the process for generating the node assembly 4 is pre-stored, for example, in the ROM 12 of the information processing device 5. The CPU 11 of the information processing device 5 reads the node assembly generation program stored in the ROM 12 and executes the process for generating the node assembly 4. Note that the non-volatile memory 14 stores the network 1 before the node assembly 4 is generated, as shown in Figure 1. For ease of explanation, input from outside the network 1 will be referred to as "external input."
ネットワーク1のエッジ3に外部入力部5Dからビット情報が入力されると、エッジ3にビット情報が流れ、それに伴いノード2が発火する。 When bit information is input from external input unit 5D to edge 3 of network 1, the bit information flows to edge 3, causing node 2 to fire.
したがって、ステップS10において、CPU11は、両端ノード2の発火の順序及び両端ノード2の発火時刻の差の大きさに応じて、各々のエッジ3の情報伝達効率wを更新する。 Therefore, in step S10, the CPU 11 updates the information transmission efficiency w of each edge 3 depending on the firing order of the end nodes 2 and the magnitude of the difference between the firing times of the end nodes 2.
このように、エッジ3により接続された両端ノード2が発火すると、エッジ3の情報伝達効率wが変化する。情報伝達効率wの変化には、情報伝達効率wが増加する変化と情報伝達効率wが減少する変化がある。情報伝達効率wが増加したエッジ3の本数が増えると、同期して発火するノード2が生じやすくなる。ここで、「ノード2が同期して発火する」とは、特定の時刻から閾値時間以内に複数のノード2が発火することを意味する。既に説明したように、同期して発火するノード2がノードアッセンブリ4を構成する。 In this way, when both end nodes 2 connected by an edge 3 fire, the information transmission efficiency w of the edge 3 changes. Changes in the information transmission efficiency w include changes in which the information transmission efficiency w increases and changes in which the information transmission efficiency w decreases. As the number of edges 3 with increased information transmission efficiency w increases, nodes 2 that fire in sync become more likely to occur. Here, "nodes 2 firing in sync" means that multiple nodes 2 fire within a threshold time from a specific time. As already explained, nodes 2 that fire in sync constitute a node assembly 4.
したがって、ステップS20において、CPU11は、ネットワーク1にノードアッセンブリ4が生成されたか否かを判定する。ノードアッセンブリ4が生成されていない場合には、ネットワーク1内及びネットワーク1の外側からネットワーク1にビット情報を繰り返し入力しながらステップS20の判定処理を繰り返し実行して、ノードアッセンブリ4の生成状況を監視する。一方、ノードアッセンブリ4が生成された場合にはステップS30に移行する。Therefore, in step S20, the CPU 11 determines whether a node assembly 4 has been generated in the network 1. If a node assembly 4 has not been generated, the CPU 11 repeatedly executes the determination process of step S20 while repeatedly inputting bit information into the network 1 from within and outside the network 1, thereby monitoring the generation status of the node assembly 4. On the other hand, if a node assembly 4 has been generated, the CPU 11 proceeds to step S30.
ステップS30において、CPU11は、例えば入力ユニット18経由でユーザから終了指示を受け付けたか否かを判定する。終了指示を受け付けた場合には図5に示すノードアッセンブリ4の生成処理を終了する。この場合、図2に示したような入力に関する概念を表すノードアッセンブリ4が得られる。 In step S30, the CPU 11 determines whether an end instruction has been received from the user, for example, via the input unit 18. If an end instruction has been received, the process of generating the node assembly 4 shown in Figure 5 is terminated. In this case, a node assembly 4 representing the concept of input as shown in Figure 2 is obtained.
一方、ステップS30の判定処理によってユーザから終了指示を受け付けていないと判定された場合には、ステップS40に移行する。 On the other hand, if the judgment process of step S30 determines that an end instruction has not been received from the user, the process proceeds to step S40.
ノードアッセンブリ4に含まれるノード2に接続されたエッジ3に、ネットワーク1内及びネットワーク1の外側からビット情報が更に入力され、ネットワーク1の学習が進むと、再帰回路を構成するノードアッセンブリ4が生成される場合がある。 Further bit information is input from within and outside network 1 to edges 3 connected to nodes 2 included in node assembly 4, and as network 1 progresses in learning, a node assembly 4 that constitutes a recursive circuit may be generated.
図6は、再帰回路を構成するノードアッセンブリ4の一例を示す図である。各々のノードアッセンブリ4の間はエッジ3により接続される。2つのノードアッセンブリ4を接続するエッジ3は必ずしも1本である必要はなく複数本であってもよい。エッジ3によって接続される一方のノードアッセンブリ4の起点ノード2と、他方のノードアッセンブリ4の終点ノード2に制約はなく、各々のノードアッセンブリ4内における任意のノード2が接続される。 Figure 6 shows an example of node assemblies 4 that make up a recursive circuit. Each node assembly 4 is connected by an edge 3. The edge 3 connecting two node assemblies 4 does not necessarily have to be one; multiple edges are possible. There are no restrictions on the starting node 2 of one node assembly 4 and the ending node 2 of the other node assembly 4 connected by the edge 3; any node 2 within each node assembly 4 can be connected.
このように、複数のノードアッセンブリ4と、ノードアッセンブリ4に含まれる何れかのノード2を接続することによってノードアッセンブリ4同士を接続する少なくとも1本以上のエッジ3とを含み、複数のノードアッセンブリ4がエッジ3によって環状に接続された少なくとも1つの再帰回路を構成するネットワーク1を「概念シーケンサ6」という。 In this way, a network 1 that includes multiple node assemblies 4 and at least one edge 3 that connects the node assemblies 4 together by connecting any of the nodes 2 included in the node assemblies 4, and that forms at least one recursive circuit in which the multiple node assemblies 4 are connected in a circular fashion by the edges 3, is called a "concept sequencer 6."
なお、概念シーケンサ6には再帰回路を構成しないノードアッセンブリ4が含まれていてもよい。 In addition, the concept sequencer 6 may include node assemblies 4 that do not form recursive circuits.
図7は、再帰回路を構成しないノードアッセンブリ4が含まれた概念シーケンサ6の一例を示す図である。図7において、ノードアッセンブリ4Aが再帰回路を構成しないノードアッセンブリ4である。 Figure 7 shows an example of a conceptual sequencer 6 that includes a node assembly 4 that does not form a recursive circuit. In Figure 7, node assembly 4A is a node assembly 4 that does not form a recursive circuit.
図5のステップS40において、CPU11は、こうした概念シーケンサ6が生成されたか否かを判定する。概念シーケンサ6が生成されていない場合には、ネットワーク1内及びネットワーク1の外側からネットワーク1にビット情報を繰り返し入力しながらステップS40の判定処理を繰り返し実行して、概念シーケンサ6の生成状況を監視する。一方、概念シーケンサ6が生成された場合にはステップS50に移行する。 In step S40 of Figure 5, the CPU 11 determines whether such a concept sequencer 6 has been generated. If a concept sequencer 6 has not been generated, the CPU 11 repeatedly executes the determination process of step S40 while repeatedly inputting bit information into the network 1 from within the network 1 and from outside the network 1, thereby monitoring the generation status of the concept sequencer 6. On the other hand, if a concept sequencer 6 has been generated, the CPU 11 proceeds to step S50.
ステップS50において、CPU11は、例えば入力ユニット18経由でユーザから終了指示を受け付けたか否かを判定する。終了指示を受け付けた場合には図5に示すノードアッセンブリ4の生成処理を終了する。この場合、ノードアッセンブリ4によって表される概念を変化させ新たな概念を生み出す概念シーケンサ6が得られる。 In step S50, the CPU 11 determines whether an end instruction has been received from the user, for example, via the input unit 18. If an end instruction has been received, the process of generating the node assembly 4 shown in Figure 5 is terminated. In this case, a concept sequencer 6 is obtained that changes the concept represented by the node assembly 4 and generates a new concept.
一方、ステップS50の判定処理によってユーザから終了指示を受け付けていないと判定された場合には、ステップS60に移行する。 On the other hand, if the judgment process in step S50 determines that an end instruction has not been received from the user, the process proceeds to step S60.
当然のことながら、必ずしもネットワーク1内のすべてのノード2が何れかのノードアッセンブリ4に含まれるわけではないため、概念シーケンサ6の周辺にはノードアッセンブリ4を構成していないノード2が存在する。したがって、更にネットワーク1内及びネットワーク1の外側からネットワーク1にビット情報が繰り返し入力され、これまでノードアッセンブリ4に含まれていなかったノード2がノードアッセンブリ4を構成していくと、新たな再帰回路を生成する場合がある。 Naturally, not all nodes 2 in network 1 are necessarily included in any node assembly 4, so there are nodes 2 around the concept sequencer 6 that do not constitute a node assembly 4. Therefore, as bit information is repeatedly input to network 1 from within and outside network 1, and nodes 2 that were not previously included in a node assembly 4 begin to form a node assembly 4, a new recursive circuit may be generated.
図8は、複数の再帰回路を備えた概念シーケンサ6の一例を示す図である。図8に示す概念シーケンサ6の例では、再帰回路Aと再帰回路Bの2つの再帰回路が含まれている。 Figure 8 shows an example of a conceptual sequencer 6 equipped with multiple recursive circuits. The example conceptual sequencer 6 shown in Figure 8 includes two recursive circuits: recursive circuit A and recursive circuit B.
図5のステップS60において、CPU11は、複数の再帰回路を含む概念シーケンサ6が生成されたか否かを判定する。複数の再帰回路を含む概念シーケンサ6が生成されていない場合には、ネットワーク1内及びネットワーク1の外側からネットワーク1にビット情報を繰り返し入力しながらステップS60の判定処理を繰り返し実行して、複数の再帰回路を含む概念シーケンサ6の生成状況を監視する。一方、複数の再帰回路を含む概念シーケンサ6が生成された場合には、図5に示すノードアッセンブリ4の生成処理を終了する。この場合、図6及び図7に示した1つの再帰回路を含む概念シーケンサ6とは異なる概念を新たに生み出す概念シーケンサ6が得られる。 In step S60 of Figure 5, the CPU 11 determines whether a concept sequencer 6 including multiple recursive circuits has been generated. If a concept sequencer 6 including multiple recursive circuits has not been generated, the CPU 11 repeatedly executes the determination process of step S60 while repeatedly inputting bit information into network 1 from within network 1 and from outside network 1, thereby monitoring the generation status of the concept sequencer 6 including multiple recursive circuits. On the other hand, if a concept sequencer 6 including multiple recursive circuits has been generated, the generation process of the node assembly 4 shown in Figure 5 is terminated. In this case, a concept sequencer 6 is obtained that generates a new concept different from the concept sequencer 6 including one recursive circuit shown in Figures 6 and 7.
こうしたノードアッセンブリ4の生成処理によれば、ネットワーク1内に複数の概念シーケンサ6が生成されることもある。生成された複数の概念シーケンサ6は、互いにエッジ3で接続されており、互いにビット情報を入力しあう。また、概念シーケンサ6には外部入力も不定期又は定期的に入力される。したがって、これらの入力により概念シーケンサ6に含まれるエッジ3の情報伝達効率wは複雑に変化する。その結果、ノードアッセンブリ4が拡張したり、縮小したり、複数個に分裂したりして、新たな概念シーケンサ6の経路が生成される。概念シーケンサ6では概念の拡張や縮小が行われることによって概念シーケンサ6が自律成長し、新たな概念が生み出される。すなわち、概念シーケンサ6は高度な知性の源泉となり得る。 This process of generating node assemblies 4 may result in the generation of multiple concept sequencers 6 within the network 1. The multiple generated concept sequencers 6 are connected to each other by edges 3, and exchange bit information. External inputs are also input to the concept sequencer 6 on an irregular or regular basis. Therefore, these inputs cause the information transmission efficiency w of the edges 3 included in the concept sequencer 6 to change in a complex manner. As a result, the node assembly 4 expands, contracts, or splits into multiple pieces, generating new concept sequencer 6 paths. As concepts expand and contract in the concept sequencer 6, the concept sequencer 6 grows autonomously and new concepts are created. In other words, the concept sequencer 6 can be a source of advanced intelligence.
このようにして生成された概念シーケンサ6が、外部入力なしに記憶を想起できること、すなわち、記憶を思い出せることについて説明する。 We will explain how the concept sequencer 6 generated in this way can recall memories without external input, i.e., can recall memories.
図9は、少なくとも1つの概念シーケンサ6と、当該概念シーケンサ6を構成する何れか1つのノードアッセンブリ4(「ノードアッセンブリ4B」と表す)から入力を受け付けるノードアッセンブリ4Cと、ノードアッセンブリ4Cに外部入力を入力するエッジ3とを含むネットワーク1の一例を示す図である。 Figure 9 shows an example of a network 1 including at least one concept sequencer 6, a node assembly 4C that accepts input from any one of the node assemblies 4 (referred to as "node assembly 4B") that constitute the concept sequencer 6, and an edge 3 that inputs external input to the node assembly 4C.
ネットワーク1において、外部入力とノードアッセンブリ4Bからの入力がノードアッセンブリ4Cに入力され、ノードアッセンブリ4Cが活性化したとする。この場合、ノードアッセンブリ4Cは、外部入力の記憶を記銘したことになる。この後、ネットワーク1が動作してエッジ3の情報伝達効率wが変化してゆく。やがてノードアッセンブリ4C内のエッジ3の情報伝達効率wが強化され、外部入力なしにノードアッセンブリ4Bからの入力だけでノードアッセンブリ4Cが活性化するようになる。このようにして、ノードアッセンブリ4Cにおいて外部入力なしの記憶の想起が実現する。 In Network 1, assume that an external input and an input from Node Assembly 4B are input to Node Assembly 4C, activating Node Assembly 4C. In this case, Node Assembly 4C memorizes the memory of the external input. After this, Network 1 operates, and the information transmission efficiency w of Edge 3 changes. Eventually, the information transmission efficiency w of Edge 3 within Node Assembly 4C is strengthened, and Node Assembly 4C becomes activated by input from Node Assembly 4B alone, without any external input. In this way, memory recall without external input is achieved in Node Assembly 4C.
図10は、図9に示したネットワーク1に対して、外部入力なしに記憶を想起する概念シーケンサ6の一例を示す図である。図10に示す概念シーケンサ6は、ノードアッセンブリ4Bからの入力だけで記憶を想起するノードアッセンブリ4Cを備える。 Figure 10 shows an example of a conceptual sequencer 6 that recalls memories without external input for the network 1 shown in Figure 9. The conceptual sequencer 6 shown in Figure 10 includes a node assembly 4C that recalls memories using only input from a node assembly 4B.
次に、ノードアッセンブリ4の生成に影響を与える閾値時間の変化により、ノードアッセンブリ4が記憶する概念が変化することについて説明する。 Next, we will explain how changes in the threshold time that affect the generation of node assembly 4 change the concepts stored by node assembly 4.
例えば閾値時間を10msに設定した場合に生成されるノードアッセンブリ4(「前者のノードアッセンブリ4」という)と、閾値時間を15msに設定した場合に生成されるノードアッセンブリ4(「後者のノードアッセンブリ4」という)とでは、ノードアッセンブリ4を構成するノード数は後者のノードアッセンブリ4の方が多くなる。前者のノードアッセンブリ4と後者のノードアッセンブリ4とで各々のノードアッセンブリ4を構成するノード数が確率的に同じになる可能性もあるが、ここでは後者のノードアッセンブリ4を構成するノード数の方が、前者のノードアッセンブリ4を構成するノード数よりも多いとする。したがって、例えば前者のノードアッセンブリ4は「海の魚」という概念を表し、後者のノードアッセンブリ4は「海の魚」よりも広い概念である「海の生き物」という概念を表すものとする。 For example, if a node assembly 4 (referred to as the "former node assembly 4") is generated when the threshold time is set to 10 ms, and a node assembly 4 (referred to as the "latter node assembly 4") is generated when the threshold time is set to 15 ms, the number of nodes constituting the latter node assembly 4 will be greater. While it is probabilistic that the number of nodes constituting each node assembly 4 will be the same for the former node assembly 4 and the latter node assembly 4, we will assume here that the number of nodes constituting the latter node assembly 4 is greater than the number of nodes constituting the former node assembly 4. Therefore, for example, the former node assembly 4 represents the concept of "sea fish," while the latter node assembly 4 represents the concept of "sea creatures," which is a broader concept than "sea fish."
ネットワーク1が動作する場合、ノードアッセンブリ4の生成に影響を与える閾値時間を固定しておく必要はない。ある場面では「海の魚」という概念が有益な出力を生み出し、他の場面では「海の生き物」という概念が有益な出力を生み出すという状況が存在する。概念シーケンサ6において、片方の概念だけしか利用できないという制約はなく、両方の概念を利用することができる。この場合、ネットワーク1自体は閾値時間の切り替えを意識しておらず、CPU11は閾値時間を仮想的に複数用いることにより、概念シーケンサ6が同時に複数概念を想起している状態を作り出す。 When Network 1 is operating, there is no need to fix the threshold time that affects the generation of Node Assembly 4. There are situations where the concept of "sea fish" produces useful output in one situation, and the concept of "sea creatures" produces useful output in another situation. The Concept Sequencer 6 is not restricted to using only one concept, and can use both concepts. In this case, Network 1 itself is not aware of the switching of threshold times, and the CPU 11 virtually uses multiple threshold times, creating a state in which the Concept Sequencer 6 is simultaneously recalling multiple concepts.
次に、ネットワーク1に報酬を与えることで、ノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6の成長を促す成長処理について説明する。 Next, we will explain the growth process that encourages the growth of the node assembly 4 and concept sequencer 6 by rewarding the network 1.
図11は、成長処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Figure 11 is a flowchart showing an example of the growth process flow.
成長処理を規定するノードアッセンブリ生成プログラムは、例えば情報処理装置5のROM12に予め記憶されている。情報処理装置5のCPU11は、ROM12に記憶されるノードアッセンブリ生成プログラムを読み込んで、成長処理を実行する。 The node assembly generation program that defines the growth process is pre-stored, for example, in the ROM 12 of the information processing device 5. The CPU 11 of the information processing device 5 reads the node assembly generation program stored in the ROM 12 and executes the growth process.
なお、不揮発性メモリ14には、ネットワーク1が記憶されているものとする。ネットワーク1は、ノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6の少なくとも一方を含んでいてもよい。また、ネットワーク1に外部入力が入力されてもよい。具体的には、ネットワーク1にノードアッセンブリ4が含まれる場合、ノードアッセンブリ4に含まれるノード2に接続されたエッジ3に外部入力が入力されてもよい。 It is assumed that network 1 is stored in non-volatile memory 14. Network 1 may include at least one of node assembly 4 and concept sequencer 6. External input may also be input to network 1. Specifically, if network 1 includes node assembly 4, external input may be input to edge 3 connected to node 2 included in node assembly 4.
まず、ステップS100において、CPU11は、ネットワーク1に含まれる予め定めた複数のノード2(「ノード群」ともいう)における発火状態を表す発火ビットを並べたビット列である出力ビット列を生成する。 First, in step S100, the CPU 11 generates an output bit string, which is a bit string consisting of firing bits representing the firing state of a predetermined number of nodes 2 (also called a "node group") included in the network 1.
ステップS110において、CPU11は、予め設定した期待する出力ビット列の内容と、ステップS100で生成した出力ビット列の内容との合致度合いを報酬として評価する。この場合、CPU11は、例えば出力ビット列の内容と期待する出力ビット列の内容との合致度合いが高くなるほど報酬の値を大きくする。期待する出力ビット列の内容としては、例えば出力ビット列によって表される物理量の最大化及び最小化、並びに、出力ビット列によって表される情報量の最大化及び最小化等がある。 In step S110, CPU 11 evaluates the degree of match between the contents of a predetermined expected output bit string and the contents of the output bit string generated in step S100 as a reward. In this case, CPU 11 increases the value of the reward, for example, the higher the degree of match between the contents of the output bit string and the contents of the expected output bit string. Examples of the contents of the expected output bit string include maximizing and minimizing the physical quantity represented by the output bit string, and maximizing and minimizing the amount of information represented by the output bit string.
ステップS120において、CPU11は、ネットワーク1の中から情報伝達効率wを変化させるエッジ3を選択する。既に説明したように、エッジ3の選択方法には2通り存在する。 In step S120, the CPU 11 selects an edge 3 from the network 1 that changes the information transmission efficiency w. As already explained, there are two methods for selecting an edge 3.
1つ目は、ネットワーク1に含まれるすべてのエッジ3を選択する選択方法である。2つ目は、ステップS110の処理によって評価した報酬の評価時刻から予め定めた時刻だけ離れた判定時刻において発火状態にあるノード2から、予め定めた確率に従って選択された各々のノード2にビット情報を入力するすべてのエッジ3を選択する選択方法である。CPU11は、ユーザによって選択された選択方法によって、ネットワーク1の中から情報伝達効率wを変化させるエッジ3を選択する。 The first is a selection method that selects all edges 3 included in network 1. The second is a selection method that selects all edges 3 that input bit information to each node 2 selected according to a predetermined probability from nodes 2 that are in an firing state at a judgment time that is a predetermined time away from the evaluation time of the reward evaluated by the processing of step S110. The CPU 11 selects edges 3 from network 1 that change the information transmission efficiency w using the selection method selected by the user.
2つ目の選択方法について詳細に説明する。ステップS110の処理によって、CPU11がネットワーク時刻tに報酬を評価したとする。なお、CPU11における時間の最小計測能力を表す粒度Δtは予め定められているものとする。時間の粒度Δtに制約はないが、例えば1msとする。また、変数nを自然数とし、関数f(x)を、自然数xを説明変数として0以上100以下の値をとる任意の単調減少実数関数とする。CPU11は、ネットワーク時刻t-nΔtに発火したノード2のうち、f(n)パーセントのノード2を無作為に選択する。そのうえで、CPU11は、選択した各々のノード2にビット情報を入力するすべてのエッジ3を選択する。ネットワーク時刻t-nΔtは判定時刻の一例であり、例えばネットワーク時刻t+nΔtに発火したノード2からf(n)パーセントのノード2を無作為に選択してもよい。 The second selection method will be explained in detail. Assume that CPU 11 evaluates the reward at network time t through the processing of step S110. Note that the granularity Δt, which represents the minimum time measurement capability of CPU 11, is predetermined. There are no restrictions on the time granularity Δt, but it may be 1 ms, for example. Furthermore, let variable n be a natural number, and function f(x) be any monotonically decreasing real function that takes values between 0 and 100, with natural number x as an explanatory variable. CPU 11 randomly selects f(n) percent of nodes 2 from among the nodes 2 that fired at network time t-nΔt. Then, CPU 11 selects all edges 3 that input bit information to each of the selected nodes 2. Network time t-nΔt is an example of a judgment time; for example, f(n) percent of nodes 2 may be randomly selected from the nodes 2 that fired at network time t+nΔt.
ステップS130において、CPU11は、ステップS110の処理によって評価した報酬の評価結果に応じて、ステップS120の処理によってネットワーク1の中から選択したエッジ3の情報伝達効率wを更新する。具体的には、CPU11は、報酬の値が大きいほど、選択したエッジ3の情報伝達効率wを増加させ、報酬の値が小さいほど、選択したエッジ3の情報伝達効率wを減少させる。In step S130, the CPU 11 updates the information transmission efficiency w of the edge 3 selected from the network 1 by the processing of step S120, depending on the evaluation result of the reward evaluated by the processing of step S110. Specifically, the larger the reward value, the more the CPU 11 increases the information transmission efficiency w of the selected edge 3, and the smaller the reward value, the more the CPU 11 decreases the information transmission efficiency w of the selected edge 3.
以上により、図11に示す成長処理を終了する。成長処理により、報酬を大きくするようにノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6が成長することになる。 This completes the growth process shown in Figure 11. Through the growth process, the node assembly 4 and concept sequencer 6 grow so as to increase the reward.
このように、本開示のノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6によれば、入力に対する概念を記憶し、記憶する概念を変化させて新たな概念を生み出す。また、本開示のノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6によれば、外部入力がなくても記憶する概念を変化させて新たな概念を生み出す。 In this way, the node assembly 4 and concept sequencer 6 of the present disclosure store concepts in response to input, and change the stored concepts to generate new concepts. Furthermore, the node assembly 4 and concept sequencer 6 of the present disclosure can change the stored concepts to generate new concepts even without external input.
以上、ノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6の一形態について説明したが、開示したノードアッセンブリ4及び概念シーケンサ6の生成方法は一例であり、実施形態に記載の範囲に限定されない。本開示の要旨を逸脱しない範囲で実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又は改良を加えた形態も開示の技術的範囲に含まれる。例えば、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、図5及び図11に示した各処理における内部の処理順序を変更してもよい。 The above describes one embodiment of the node assembly 4 and concept sequencer 6, but the disclosed method of generating the node assembly 4 and concept sequencer 6 is merely an example and is not limited to the scope described in the embodiment. Various modifications or improvements can be made to the embodiment without departing from the spirit of this disclosure, and forms incorporating such modifications or improvements are also included in the technical scope of the disclosure. For example, the internal processing order of each process shown in Figures 5 and 11 may be changed without departing from the spirit of this disclosure.
また、本開示では、一例として図5及び図11に示した各処理をソフトウェアで実現する形態について説明した。しかしながら、図5及び図11に示した各処理のフローチャートと同等の処理を、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はPLD(Programmable Logic Device)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、各処理をソフトウェアで実現する場合と比較して処理の高速化が図られる。 In addition, this disclosure has described, as an example, a form in which the processes shown in Figures 5 and 11 are implemented by software. However, processes equivalent to the flowcharts of the processes shown in Figures 5 and 11 may also be implemented in, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or PLD (Programmable Logic Device) and processed by hardware. In this case, processing can be performed faster than when the processes are implemented by software.
このように、情報処理装置5のCPU11を例えばASIC、FPGA、PLD、GPU(Graphics Processing Unit)、及びFPU(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。 In this way, the CPU 11 of the information processing device 5 may be replaced with a dedicated processor specialized for specific processing, such as an ASIC, FPGA, PLD, GPU (Graphics Processing Unit), and FPU (Floating Point Unit).
ノードアッセンブリ4の生成処理、及び成長処理は1つのCPU11によって実現される形態の他、複数のCPU11、又はCPU11とFPGAとの組み合わせというように、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせで実行してもよい。 The generation process and growth process of the node assembly 4 may be performed by a single CPU 11, or by a combination of two or more processors of the same or different types, such as multiple CPUs 11, or a combination of a CPU 11 and an FPGA.
更に、ノードアッセンブリ4の生成処理、及び成長処理は、例えばインターネットで接続された物理的に離れた場所に存在するプロセッサの協働によって実現されるものであってもよい。 Furthermore, the generation and growth processes of the node assembly 4 may be realized through the cooperation of processors located in physically separate locations, for example connected via the Internet.
また、実施形態では、情報処理装置5のROM12にノードアッセンブリ生成プログラムが記憶されている例について説明したが、ノードアッセンブリ生成プログラムの記憶先はROM12に限定されない。本開示のノードアッセンブリ生成プログラムは、コンピュータ10で読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えばノードアッセンブリ生成プログラムをCD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)及びDVD-ROM(Digital Versatile Disk Read Only Memory)のような光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、ノードアッセンブリ生成プログラムを、USB(Universal Serial Bus)メモリ及びメモリカードのような可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。 Furthermore, in the embodiment, an example has been described in which the node assembly generation program is stored in ROM 12 of the information processing device 5, but the storage location of the node assembly generation program is not limited to ROM 12. The node assembly generation program of the present disclosure can also be provided in a form recorded on a storage medium readable by the computer 10. For example, the node assembly generation program may be provided in a form recorded on an optical disc such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) or a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory). The node assembly generation program may also be provided in a form recorded on portable semiconductor memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory or a memory card.
ROM12、不揮発性メモリ14、CD-ROM、DVD-ROM、USB、及びメモリカードは非一時的(non-transitory)記憶媒体の一例である。 ROM 12, non-volatile memory 14, CD-ROM, DVD-ROM, USB, and memory cards are examples of non-transitory storage media.
更に、情報処理装置5は、通信ユニット17を通じて外部装置からノードアッセンブリ生成プログラムをダウンロードし、ダウンロードしたノードアッセンブリ生成プログラムを、例えば不揮発性メモリ14に記憶してもよい。この場合、情報処理装置5は、外部装置からダウンロードしたノードアッセンブリ生成プログラムを読み込んで、ノードアッセンブリ4の生成処理、及び成長処理を実行する。 Furthermore, the information processing device 5 may download a node assembly generation program from an external device via the communication unit 17 and store the downloaded node assembly generation program, for example, in non-volatile memory 14. In this case, the information processing device 5 reads the node assembly generation program downloaded from the external device and executes the generation process and growth process of the node assembly 4.
Claims (6)
各々の前記ノードにおける内部状態が、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表され、
各々の前記ノードにおける外部状態が前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定され、
前記エッジ選択部が前記ネットワークから選択した各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジ情報伝達効率変更部が前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させる前記ネットワークに対して、前記外部入力部がビット情報を入力した場合に、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードによって構成される
ノードアッセンブリ。 A node assembly used by a computer having an external input unit, an edge information transmission efficiency change unit, an edge selection unit, and a storage unit, the node assembly including at least one or more nodes connected by at least one or more edges transmitting bit information, the node assembly being configured as a network stored in the storage unit ,
the internal state of each of the nodes is expressed by the sum of a predetermined function, which is a value that numerically represents the internal state of the node and is expressed by a potential that affects the firing state of the node and time, and the sum of input values input to each of the nodes from all of the connected edges;
The external state of each of the nodes is determined to be a firing state or a non-firing state by comparing the potential with a predetermined firing threshold;
When the external input unit inputs bit information to the network in which the edge selection unit changes the information transmission efficiency representing the transmission efficiency of bit information at each edge selected from the network by the edge information transmission efficiency change unit in accordance with the difference in firing time at each node connected to both ends of the edge, the network is configured of all nodes that are connected to other nodes other than itself by one edge among the nodes that have fired within a predetermined threshold time from a specific time.
Node assembly.
前記ノードアッセンブリが生成された後も、前記外部入力部が、前記ノードアッセンブリを構成する前記ノードに接続された前記エッジにビット情報の入力を継続した場合に生成される閉回路であって、複数の前記ノードアッセンブリが前記エッジによって環状に接続された少なくとも1つの再帰回路を含んだネットワークである
概念シーケンサ。 a plurality of the node assemblies according to claim 1; and at least one or more of the edges connecting the node assemblies together by connecting any of the nodes included in each of the node assemblies;
A closed circuit is generated when the external input unit continues to input bit information to the edges connected to the nodes that make up the node assembly even after the node assembly is generated, and the network includes at least one recursive circuit in which a plurality of the node assemblies are connected in a circular fashion by the edges.
Concept sequencer.
前記報酬評価部は、前記ネットワークに含まれる予め定めた複数の前記ノードにおける発火状態を表す出力を並べて生成したビット列の内容と期待する内容との合致度合いを報酬として評価し、
前記エッジ情報伝達効率変更部が前記報酬の評価結果に応じて、前記ネットワークの中から前記エッジ選択部によって予め選択された前記エッジの情報伝達効率を更新することで生成される
請求項2に記載の概念シーケンサ。 The computer further includes a reward evaluation unit;
the reward evaluation unit evaluates, as a reward, a degree of match between a content of a bit string generated by arranging outputs representing firing states of a predetermined number of the nodes included in the network and an expected content;
The concept sequencer according to claim 2 , wherein the edge information transmission efficiency change unit updates the information transmission efficiency of the edge pre- selected from the network by the edge selection unit according to the evaluation result of the reward.
請求項3に記載の概念シーケンサ。 The edge selection unit selects, as the edge to be subject to change in information transmission efficiency, any of all the edges included in the network or all the edges that input bit information to each of the nodes selected according to a predetermined probability from the nodes that are in an ignition state at a judgment time that is a predetermined time away from the evaluation time at which the reward is evaluated.
4. The concept sequencer of claim 3 .
各々の前記ノードにおける内部状態を、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表し、
各々の前記ノードにおける外部状態を前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定し、
各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させることで、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードを含むノードアッセンブリを生成する処理をコンピュータに実行させる
ノードアッセンブリ生成プログラム。 In a network including at least one node connected by at least one edge carrying bit information,
The internal state of each of the nodes is represented by the sum of a predetermined function, which is a value that numerically represents the internal state of the node and is represented by potentials that affect the firing state of the node and time, and the sum of input values input to each of the nodes from all of the connected edges;
determining an external state of each of the nodes as a firing state or a non-firing state by comparing the potential with a predetermined firing threshold;
A node assembly generation program that causes a computer to execute a process of generating a node assembly that includes all nodes that are connected to other nodes other than itself by a single edge, among the nodes that have fired within a predetermined threshold time from a specific time, by changing the information transmission efficiency that represents the transmission efficiency of bit information on each edge according to the difference in firing time at each node connected to both ends of the edge.
各々の前記ノードにおける内部状態を、前記ノードの内部状態を数値として表す値であって前記ノードの発火状態に影響を与えるポテンシャル及び時刻によって表される予め定めた関数と、接続されたすべての前記エッジから各々の前記ノードに入力される入力値の総和との和によって表し、
各々の前記ノードにおける外部状態を前記ポテンシャルと予め定めた発火閾値との比較によって発火状態又は非発火状態に決定し、
各々の前記エッジにおけるビット情報の伝達効率を表す情報伝達効率を、前記エッジの両端と接続する各々の前記ノードにおける発火時刻の差に応じて変化させることで、特定の時刻から予め定めた閾値時間以内に発火した各々の前記ノードのうち、自分以外の他の前記ノードと1本のエッジで接続されているすべてのノードを含むノードアッセンブリを生成する処理をコンピュータが実行する
ノードアッセンブリ生成方法。 In a network including at least one node connected by at least one edge carrying bit information,
The internal state of each of the nodes is represented by the sum of a predetermined function, which is a value that numerically represents the internal state of the node and is represented by potentials that affect the firing state of the node and time, and the sum of input values input to each of the nodes from all of the connected edges;
determining an external state of each of the nodes as a firing state or a non-firing state by comparing the potential with a predetermined firing threshold;
A node assembly generation method in which a computer executes a process to generate a node assembly including all nodes that are connected to other nodes by a single edge, among the nodes that have fired within a predetermined threshold time from a specific time, by changing the information transmission efficiency, which represents the transmission efficiency of bit information on each edge, according to the difference in firing time at each node connected to both ends of the edge.
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| 上手 洋子, ほか1名,セル・アセンブリ機能をもたせた階層型ニューラルネットワークのBP学習,電子情報通信学会技術研究報告,日本,社団法人電子情報通信学会,2004年11月20日,Vol.104 No.472,第61頁-第64頁,ISSN:0913-5685 |
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