橋口健一, 川村正樹
信学論 D, Vol.J89-D, No.9, pp.2123-2133, Sep. 2006

非単調アナログ値連想記憶モデルにおける分岐とアトラクタ共存

キーワード: 連想記憶モデル, アナログ値ニューロン, カオス, 非単調素子, 分岐

あらまし:

非単調素子をもつ連想記憶モデルでは想起過程にカオス的な振舞いが見ら れるため,ダイナミックスの解析が重要となる.これまでに,素子の状態が2 値をとる絶対零度モデルと有限温度モデルの分岐構造が明らかになっている. しかしながら,実数値をとるアナログ値素子の場合の分岐構造は解析されてい ない.2値素子とアナログ値素子では素子の状態を決める出力関数が±1の2値 のみをとるか,区間(-1,1)の連続値をとることが異なるため,系の振舞いが大 きく異なる.本論文では,アナログ値素子をもつ非単調系列想起型連想記憶モ デルの解析を行う.2値素子と同様に,アナログ値素子でも記憶パターンに対 応する不動点の周辺に準周期アトラクタやカオスアトラクタが出現する.しか しながら,アナログ値モデルの場合,2 値モデルでは見られない共存領域が存 在する.そこで,アナログ値モデルの分岐図を構成し,相空間全域におけるア トラクタの生成と消滅過程を明らかにする.また,アトラクタが共存するパラ メータ領域において,アトラクタの引込領域を調べ,引込領域が複雑な構造を していることを示す.

Kenichi HASHIGUCHI, Masaki KAWAMURA

Bifurcations and coexistence of attractors for a nonmonotonic sequential assosiative memory model with analogue neurons

Keyword: associative memory, analogue neuron, chaos, nonmonotonic unit, bifurcation diagram

Abstract:

In a nonmonotonic associative memory model, it is important to analyze its dynamics, since chaotic behaviors can be observed in the dynamics. The dynamical behavior has been analyzed for a nonmonotonic sequential associative memory model, and for both an absolute zero temperature model and a finite temperature model with binary neurons, the bifurcation diagrams have also been analyzed. However, those for analogue neurons have not been analyzed yet. The output function for the binary neurons model takes $\pm1$, whereas one for the analogue neurons model takes continuous value in the interval (-1:1). Therefore, the dynamical behaviors for the analogue neurons may differ from those for the binary neurons. In this paper, we analyzed the nonmonotonic sequential associative memory model with the analogue neurons. In the analogue neurons model, quasi-period or chaotic attractors are generated around a fix point corresponding to memory states as with the cases of the binary neurons model. We construct bifurcation diagrams for the analogue neurons model, and analyze disappearance and occurrence of attractors in two-parameters space. In the parameters space where attractors coexist, we also analyze the basins of attractions and show that they have complex structure.

Last modified: Fri Sep 1 11:09:00 JST 2006