「基礎・境界」が支えた100年,これからの100年  3.未来100年を進む私が目指すもの  3-7  自然計算から拡張生命へ

青野真士

文献

J-GLOBAL ID：201702275830683826 整理番号：17A0649862

「基礎・境界」が支えた100年,これからの100年 3.未来100年を進む私が目指すもの 3-7 自然計算から拡張生命へ

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著者 (1件)：
資料名：
巻： 100 号： 6 ページ： 499-505 発行年： 2017年06月01日
JST資料番号： F0019A ISSN： 0913-5693 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：解説発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

IoT(Internet of Things)時代に接続される膨大な数の機器には,小型で低消費エネルギーの計算デバイスが登載される必要があり,それがチューリング-ノイマンパラダイムに基づくべきかは疑問である。本論文では,1)自然現象の計算の観点からの観察,2)前記観察に基づく計算モデルの構築,3)計算モデルの分析と普遍化,4)計算モデルの自然現象での再実装による計算の可能性の探求,5)普遍化したモデルでの自然現象の理解を通じて,新たなパラダイムの創成を目指す自然計算研究を概説した。次に,自律分散情報処理系の典型例であるアメーバ状単細胞生物・真性粘菌変形体が形状を変形して栄養物質の吸収効率などを最適化できる仕組みに着目し,著者らが構築したホップフィールド型ニューラルネットを用いたアメーバ計算機を紹介した。また,その計算原理を抽出し,充足可能性問題(SAT)の解を高速に探索できるアメーバ型アルゴリズムAmoebaSAT,及びその先端デバイスへの実装による非ノイマン型計算機の開発について展望した。さらに,アメーバ型化学反応シミュレータAmoebaChemは原子間結合の有無及びその時間発展のみによって化学反応を表現するので,計算コストを劇的に削減でき,従来困難であったたん白質フォールディング問題をシミュレートできる可能性を論じた。

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科学技術政策・制度・組織 , その他の情報処理 , 計算理論 , 人工知能 , ニューロコンピュータ

引用文献 (20件)：

M. Aono, Y. Hirata, M. Hara, and K. Aihara, “Amoeba-based chaotic neurocomputing : Combinatorial optimization by coupled biological oscillators,” New Gener. Comput., vol. 27, no. 2, pp. 129-157, April 2009.
L. Zhu, M. Aono, S.-J. Kim, and M. Hara, “Amoeba-based computing for traveling salesman problem : Long-term correlations between spatially separated individual cells of Physarum polycephalum,” BioSystems, vol. 112, no. 1, pp. 1-10, April 2013.
K. Iwayama, Y. Hirata, M. Aono, L. Zhu, M. Hara, and K. Aihara, “Decision-making ability of Physarum polycephalum enhanced by its coordinated spatiotemporal oscillatory dynamics,” Bioinspiration & Biomimetics, vol. 11, no. 3, 036001, April 2016.
M. Aono, S.-J. Kim, L. Zhu, M. Naruse, M. Ohtsu, H. Hori, and M. Hara, “Amoeba-inspired SAT solver,” Proc. NOLTA 2012, pp. 586-589, Majorca, Spain, Oct. 2012.
M. Aono, S.-J. Kim, S. Kasai, H. Miwa, and M. Naruse, “Amoeba-inspired spatiotemporal dynamics for solving the satisfiability problem,” Advances in Science, Technology and Environmentology, vol. B11, pp. 37-40, March 2015.

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