JPH05242276A - ニューラルネットワーク - Google Patents
ニューラルネットワークInfo
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- JPH05242276A JPH05242276A JP7885691A JP7885691A JPH05242276A JP H05242276 A JPH05242276 A JP H05242276A JP 7885691 A JP7885691 A JP 7885691A JP 7885691 A JP7885691 A JP 7885691A JP H05242276 A JPH05242276 A JP H05242276A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シナプス結合荷重を容易に変更し得る磁界結
合を用いたニューラルネットワークを提供する。 【構成】 出力電流が入力信号又は前段のニューロンの
出力信号により制御される交流電流源２２に接続された
コイル２３と、非線形増幅器２６の入力に接続されたコ
イル２４との間に配置した磁性体２５の透磁率又は断面
積を変えることにより、該コイル２３及び２４間の磁界
結合の強さを変え、シナプス結合荷重を変える。
合を用いたニューラルネットワークを提供する。 【構成】 出力電流が入力信号又は前段のニューロンの
出力信号により制御される交流電流源２２に接続された
コイル２３と、非線形増幅器２６の入力に接続されたコ
イル２４との間に配置した磁性体２５の透磁率又は断面
積を変えることにより、該コイル２３及び２４間の磁界
結合の強さを変え、シナプス結合荷重を変える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁界結合を用いたニュ
ーラルネットワークの改良に関するものである。
ーラルネットワークの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、逐次処理方式のノイマン型コ
ンピュータが不得手とするパターン認識や連想記憶等の
問題を処理する装置として、人間の脳の情報処理様式を
規範とするニューラルネットワーク（コンピュータ）が
提案されている。
ンピュータが不得手とするパターン認識や連想記憶等の
問題を処理する装置として、人間の脳の情報処理様式を
規範とするニューラルネットワーク（コンピュータ）が
提案されている。
【０００３】図２はニューラルネットワークの基本単位
であるニューロンを示すもので、ニューロン１はｎ個の
入力信号ｘ1 ，ｘ2 ，……ｘi ，……ｘn に対してそれ
ぞれシナプス結合荷重ｗ1 ，ｗ2 ，……ｗi ，……ｗn
を乗じてその総和を取り、これに固有の閾値ｈを加え、
さらにこれを非線形関数ｆに通すことにより出力信号ｙ
を得る如くなっており、下記式で近似される。
であるニューロンを示すもので、ニューロン１はｎ個の
入力信号ｘ1 ，ｘ2 ，……ｘi ，……ｘn に対してそれ
ぞれシナプス結合荷重ｗ1 ，ｗ2 ，……ｗi ，……ｗn
を乗じてその総和を取り、これに固有の閾値ｈを加え、
さらにこれを非線形関数ｆに通すことにより出力信号ｙ
を得る如くなっており、下記式で近似される。
【０００４】 ｙ＝ｆ（Σｗi ｘi ＋ｈ） …… (1) ここで、シナプス結合荷重ｗi が正の場合は興奮性のシ
ナプス結合に、また、負の場合は抑制性のシナプス結合
に対応する。
ナプス結合に、また、負の場合は抑制性のシナプス結合
に対応する。
【０００５】図３は前記ニューロンの機能をブロック的
に示したもので、各入力信号ｘi に対してシナプス結合
荷重ｗi を乗じてその総和を取る積和演算部２と、該総
和に固有の閾値ｈを加え、非線形関数に通す非線形演算
部３とを備えている。なお、シナプス結合荷重ｗi の値
はこれを制御する学習機能部（図示せず）により、バッ
クプロパゲーション等の手法を用いて決定される。
に示したもので、各入力信号ｘi に対してシナプス結合
荷重ｗi を乗じてその総和を取る積和演算部２と、該総
和に固有の閾値ｈを加え、非線形関数に通す非線形演算
部３とを備えている。なお、シナプス結合荷重ｗi の値
はこれを制御する学習機能部（図示せず）により、バッ
クプロパゲーション等の手法を用いて決定される。
【０００６】図４はニューラルネットワークの一例を示
すもので、図中、４1 ，４2 ，……４i ，……４l は入
力端子、５1 ，５2 ，……５j ，……５m は一段目のニ
ューロン、６1 ，６2 ，……６k ，……６n は二段目の
ニューロン、７1 ，７2 ，……７k ，……７n は出力端
子である。
すもので、図中、４1 ，４2 ，……４i ，……４l は入
力端子、５1 ，５2 ，……５j ，……５m は一段目のニ
ューロン、６1 ，６2 ，……６k ，……６n は二段目の
ニューロン、７1 ，７2 ，……７k ，……７n は出力端
子である。
【０００７】前記入力端子４1 ，４2 ，……４i ，……
４l にはｌ個の入力信号ａ1 ，ａ2，……ａi ，……ａ
l がそれぞれ入力されているが、これらはそれぞれｍ個
のニューロン５1 ，５2 ，……５j ，……５m に分配し
て入力される。各ニューロン５1 ，５2 ，……５j ，…
…５m はそれぞれ前述した積和演算及び非線形演算処理
を行う。さらに、各ニューロン５1 ，５2 ，……５j ，
……５m の出力信号はそれぞれｎ個のニューロン６1 ，
６2 ，……６k ，……６n に分配して入力される。各ニ
ューロン６1 ，６2 ，……６k ，……６n もそれぞれ前
述した積和演算及び非線形演算処理を行い、その各出力
信号ｂ1 ，ｂ2 ，……ｂk ，……ｂn はそれぞれｎ個の
出力端子７1 ，７2 ，……７k ，……７n より出力され
る。
４l にはｌ個の入力信号ａ1 ，ａ2，……ａi ，……ａ
l がそれぞれ入力されているが、これらはそれぞれｍ個
のニューロン５1 ，５2 ，……５j ，……５m に分配し
て入力される。各ニューロン５1 ，５2 ，……５j ，…
…５m はそれぞれ前述した積和演算及び非線形演算処理
を行う。さらに、各ニューロン５1 ，５2 ，……５j ，
……５m の出力信号はそれぞれｎ個のニューロン６1 ，
６2 ，……６k ，……６n に分配して入力される。各ニ
ューロン６1 ，６2 ，……６k ，……６n もそれぞれ前
述した積和演算及び非線形演算処理を行い、その各出力
信号ｂ1 ，ｂ2 ，……ｂk ，……ｂn はそれぞれｎ個の
出力端子７1 ，７2 ，……７k ，……７n より出力され
る。
【０００８】なお、各ニューロン５1 〜５m 及び６1 〜
６n におけるシナプス結合荷重の値は、前記同様にこれ
を制御する学習機能部（図示せず）により、予め出力信
号ｂ1 〜ｂn が既知な入力信号ａ1 〜ａl を入力した時
の該出力信号ｂ1 〜ｂn からバックプロパゲーション等
の手法を用いて修正を行い、これを入力信号と出力信号
の複数の組合わせについて適当な回数繰返すことによっ
て決定される。
６n におけるシナプス結合荷重の値は、前記同様にこれ
を制御する学習機能部（図示せず）により、予め出力信
号ｂ1 〜ｂn が既知な入力信号ａ1 〜ａl を入力した時
の該出力信号ｂ1 〜ｂn からバックプロパゲーション等
の手法を用いて修正を行い、これを入力信号と出力信号
の複数の組合わせについて適当な回数繰返すことによっ
て決定される。
【０００９】前述したニューラルネットワークでは学習
機能部における学習によって自ら正しい出力信号が得ら
れる如く構成（組織化）するため、入力信号ａ1 〜ａl
から出力信号ｂ1 〜ｂn を得るためのアルゴリズムやプ
ログラムが不要であり、また、多量のデータを並列的に
同時処理できるため、パターン認識や連想記憶等の数学
的にランダムな問題を高速に処理できるという特徴があ
る。
機能部における学習によって自ら正しい出力信号が得ら
れる如く構成（組織化）するため、入力信号ａ1 〜ａl
から出力信号ｂ1 〜ｂn を得るためのアルゴリズムやプ
ログラムが不要であり、また、多量のデータを並列的に
同時処理できるため、パターン認識や連想記憶等の数学
的にランダムな問題を高速に処理できるという特徴があ
る。
【００１０】ところで、前述したニューラルネットワー
クの性能はニューロンの数に依存し、該ニューロンの数
が多くなるほど性能が向上するが、同時に入力端子とニ
ューロンとの間及びニューロン同士の間の結合数も増大
する。一般に、ニューロンの数がｎ倍に増加するとその
結合数はｎの二乗のオーダーで増加する。
クの性能はニューロンの数に依存し、該ニューロンの数
が多くなるほど性能が向上するが、同時に入力端子とニ
ューロンとの間及びニューロン同士の間の結合数も増大
する。一般に、ニューロンの数がｎ倍に増加するとその
結合数はｎの二乗のオーダーで増加する。
【００１１】そこで、発明者は特願平２−３９４３０号
において入力端子とニューロンとの間及びニューロン同
士の間を磁界又は電界あるいは電磁界を介して結合する
方法及びそのニューラルネットワークを提案した。
において入力端子とニューロンとの間及びニューロン同
士の間を磁界又は電界あるいは電磁界を介して結合する
方法及びそのニューラルネットワークを提案した。
【００１２】図５は磁界結合を用いたニューラルネット
ワークの一例を示すもので、図中、８1 ，８2 ，８3 及
び９は端子、１０1 ，１０2 ，１０3 は交流電流源、１
１1，１１2 ，１１3 及び１２はコイル、１３は非線形
増幅器である。
ワークの一例を示すもので、図中、８1 ，８2 ，８3 及
び９は端子、１０1 ，１０2 ，１０3 は交流電流源、１
１1，１１2 ，１１3 及び１２はコイル、１３は非線形
増幅器である。
【００１３】前記交流電流源１０1 ，１０2 ，１０3 の
出力電流は端子８1 ，８2 ，８3 にそれぞれ入力される
入力信号又は前段のニューロンの出力信号により制御さ
れる。コイル１１1 ，１１2 ，１１3 及び１２は交流電
流源１０1 ，１０2 ，１０3及び非線形増幅器１３の入
力にそれぞれ接続されるとともに、互いに磁気的に結合
する如く同軸上に配置されている。
出力電流は端子８1 ，８2 ，８3 にそれぞれ入力される
入力信号又は前段のニューロンの出力信号により制御さ
れる。コイル１１1 ，１１2 ，１１3 及び１２は交流電
流源１０1 ，１０2 ，１０3及び非線形増幅器１３の入
力にそれぞれ接続されるとともに、互いに磁気的に結合
する如く同軸上に配置されている。
【００１４】前記構成によれば、入力信号又は前段のニ
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源１
０1 ，１０2 ，１０3 より各コイル１１1 ，１１2 ，１
１3にそれぞれ流れ、交流磁界が発生する。該交流磁界
は互いに合成され、入力信号又は前段のニューロンの出
力信号と、コイル１１1 ，１１2 ，１１3 及び１２間の
相互インダクタンスとに比例し、且つ、これらを加算し
た誘導電圧をコイル１２に発生させる。該電圧は非線形
増幅器１３に入力され、非線形増幅されて端子９に出力
され、次段のニューロンに送出され又は外部に出力され
る。
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源１
０1 ，１０2 ，１０3 より各コイル１１1 ，１１2 ，１
１3にそれぞれ流れ、交流磁界が発生する。該交流磁界
は互いに合成され、入力信号又は前段のニューロンの出
力信号と、コイル１１1 ，１１2 ，１１3 及び１２間の
相互インダクタンスとに比例し、且つ、これらを加算し
た誘導電圧をコイル１２に発生させる。該電圧は非線形
増幅器１３に入力され、非線形増幅されて端子９に出力
され、次段のニューロンに送出され又は外部に出力され
る。
【００１５】ところで、前記装置においてシナプス結合
荷重を変化させる方法としては、入力側の各コイルに可
変抵抗素子を接続しておき、これらの抵抗値を外部から
変更する、例えば通常のノイマン型コンピュータから情
報を与えて変更する、というものがあった。
荷重を変化させる方法としては、入力側の各コイルに可
変抵抗素子を接続しておき、これらの抵抗値を外部から
変更する、例えば通常のノイマン型コンピュータから情
報を与えて変更する、というものがあった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た外部から情報を与える方法ではネットワークの規模が
拡大するに従って情報の転送時間が大きくなり、また、
該情報を与えるための補助装置が必要になる、という問
題があった。
た外部から情報を与える方法ではネットワークの規模が
拡大するに従って情報の転送時間が大きくなり、また、
該情報を与えるための補助装置が必要になる、という問
題があった。
【００１７】本発明は前記従来の問題点に鑑み、入力端
子とニューロンとの間又はニューロン同士の間のシナプ
ス結合荷重を容易に変更し得る磁界結合を用いたニュー
ラルネットワークを提供することを目的とする。
子とニューロンとの間又はニューロン同士の間のシナプ
ス結合荷重を容易に変更し得る磁界結合を用いたニュー
ラルネットワークを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、請求項１として、入力端子とニューロンと
の間又はニューロン同士の間を磁気的に結合する少なく
とも２つのインダクタンス素子を用いて結合したニュー
ラルネットワークにおいて、前記素子間の磁界結合の強
さを変えることにより、シナプス結合荷重を変えるよう
になしたニューラルネットワーク、また、請求項２とし
て、素子間又はその近傍に透磁率或いは大きさの異なる
磁性体を選択的に配置することにより、磁界結合の強さ
を変えるようになした請求項１記載のニューラルネット
ワーク、また、請求項３として、透磁率或いは大きさの
異なる磁性体を取付けたカード状の媒体を該磁性体が素
子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置すること
により、磁界結合の強さを変えるようになした請求項１
記載のニューラルネットワーク、また、請求項４とし
て、透磁率或いは大きさの異なる磁性体を印刷技術によ
り形成したカード状の媒体を該磁性体が素子間又はその
近傍に位置する如く選択的に配置することにより、磁界
結合の強さを変えるようになした請求項１記載のニュー
ラルネットワーク、また、請求項５として、素子間又は
その近傍に配置された磁性体の磁化の状態を変えること
によりその透磁率を変えるようになした請求項２乃至４
いずれか記載のニューラルネットワーク、また、請求項
６として、素子間又はその近傍に導電率の異なる導電体
を選択的に配置することにより、磁界結合の強さを変え
るようになした請求項１記載のニューラルネットワー
ク、また、請求項７として、導電率の異なる導電体を取
付けたカード状の媒体を該導電体が素子間又はその近傍
に位置する如く選択的に配置することにより、磁界結合
の強さを変えるようになした請求項１記載のニューラル
ネットワーク、また、請求項８として、導電率の異なる
導電体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該導
電体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、磁界結合の強さを変えるようになした
請求項１記載のニューラルネットワークを提案する。
成するため、請求項１として、入力端子とニューロンと
の間又はニューロン同士の間を磁気的に結合する少なく
とも２つのインダクタンス素子を用いて結合したニュー
ラルネットワークにおいて、前記素子間の磁界結合の強
さを変えることにより、シナプス結合荷重を変えるよう
になしたニューラルネットワーク、また、請求項２とし
て、素子間又はその近傍に透磁率或いは大きさの異なる
磁性体を選択的に配置することにより、磁界結合の強さ
を変えるようになした請求項１記載のニューラルネット
ワーク、また、請求項３として、透磁率或いは大きさの
異なる磁性体を取付けたカード状の媒体を該磁性体が素
子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置すること
により、磁界結合の強さを変えるようになした請求項１
記載のニューラルネットワーク、また、請求項４とし
て、透磁率或いは大きさの異なる磁性体を印刷技術によ
り形成したカード状の媒体を該磁性体が素子間又はその
近傍に位置する如く選択的に配置することにより、磁界
結合の強さを変えるようになした請求項１記載のニュー
ラルネットワーク、また、請求項５として、素子間又は
その近傍に配置された磁性体の磁化の状態を変えること
によりその透磁率を変えるようになした請求項２乃至４
いずれか記載のニューラルネットワーク、また、請求項
６として、素子間又はその近傍に導電率の異なる導電体
を選択的に配置することにより、磁界結合の強さを変え
るようになした請求項１記載のニューラルネットワー
ク、また、請求項７として、導電率の異なる導電体を取
付けたカード状の媒体を該導電体が素子間又はその近傍
に位置する如く選択的に配置することにより、磁界結合
の強さを変えるようになした請求項１記載のニューラル
ネットワーク、また、請求項８として、導電率の異なる
導電体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該導
電体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、磁界結合の強さを変えるようになした
請求項１記載のニューラルネットワークを提案する。
【００１９】
【作用】本発明の請求項１によれば、少なくとも２つの
インダクタンス素子間の磁界結合の強さを変えることに
より、入力端子とニューロンとの間又はニューロン同士
の間のシナプス結合加重を変えることができる。また、
請求項２によれば、素子間又はその近傍に透磁率或いは
大きさの異なる磁性体を選択的に配置することにより、
少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結合の強
さを変えることができる。また、請求項３によれば、透
磁率或いは大きさの異なる磁性体を取付けたカード状の
媒体を該磁性体が素子間又はその近傍に位置する如く選
択的に配置することにより、少なくとも２つのインダク
タンス素子間の磁界結合の強さを変えることができる。
また、請求項４によれば、透磁率或いは大きさの異なる
磁性体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該磁
性体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、少なくとも２つのインダクタンス素子
間の磁界結合の強さを変えることができる。また、請求
項５によれば、磁性体の磁化の状態を変えることによ
り、素子間又はその近傍に配置された磁性体の透磁率を
変えることができる。また、請求項６によれば、素子間
又はその近傍に導電率の異なる導電体を選択的に配置す
ることにより、少なくとも２つのインダクタンス素子間
の磁界結合の強さを変えることができる。また、請求項
７によれば、導電率の異なる導電体を取付けたカード状
の媒体を該導電体が素子間又はその近傍に位置する如く
選択的に配置することにより、少なくとも２つのインダ
クタンス素子間の磁界結合の強さを変えることができ
る。また、請求項８によれば、導電率の異なる導電体を
印刷技術により形成したカード状の媒体を該導電体が素
子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置すること
により、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界
結合の強さを変えることができる。
インダクタンス素子間の磁界結合の強さを変えることに
より、入力端子とニューロンとの間又はニューロン同士
の間のシナプス結合加重を変えることができる。また、
請求項２によれば、素子間又はその近傍に透磁率或いは
大きさの異なる磁性体を選択的に配置することにより、
少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結合の強
さを変えることができる。また、請求項３によれば、透
磁率或いは大きさの異なる磁性体を取付けたカード状の
媒体を該磁性体が素子間又はその近傍に位置する如く選
択的に配置することにより、少なくとも２つのインダク
タンス素子間の磁界結合の強さを変えることができる。
また、請求項４によれば、透磁率或いは大きさの異なる
磁性体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該磁
性体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、少なくとも２つのインダクタンス素子
間の磁界結合の強さを変えることができる。また、請求
項５によれば、磁性体の磁化の状態を変えることによ
り、素子間又はその近傍に配置された磁性体の透磁率を
変えることができる。また、請求項６によれば、素子間
又はその近傍に導電率の異なる導電体を選択的に配置す
ることにより、少なくとも２つのインダクタンス素子間
の磁界結合の強さを変えることができる。また、請求項
７によれば、導電率の異なる導電体を取付けたカード状
の媒体を該導電体が素子間又はその近傍に位置する如く
選択的に配置することにより、少なくとも２つのインダ
クタンス素子間の磁界結合の強さを変えることができ
る。また、請求項８によれば、導電率の異なる導電体を
印刷技術により形成したカード状の媒体を該導電体が素
子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置すること
により、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界
結合の強さを変えることができる。
【００２０】
【実施例】図１は本発明のニューラルネットワークの第
１の実施例を示すもので、図中、２０及び２１は端子、
２２は交流電流源、２３及び２４はコイル、２５は磁性
体、２６は非線形増幅器である。
１の実施例を示すもので、図中、２０及び２１は端子、
２２は交流電流源、２３及び２４はコイル、２５は磁性
体、２６は非線形増幅器である。
【００２１】前記交流電流源２２の出力電流は端子２０
に入力される入力信号又は前段のニューロンの出力信号
により制御される。コイル２３及び２４は交流電流源２
２及び非線形増幅器２６の入力にそれぞれ接続されると
ともに、互いに磁気的に結合する如く略円柱状の磁性体
２５の周囲に巻回されている。
に入力される入力信号又は前段のニューロンの出力信号
により制御される。コイル２３及び２４は交流電流源２
２及び非線形増幅器２６の入力にそれぞれ接続されると
ともに、互いに磁気的に結合する如く略円柱状の磁性体
２５の周囲に巻回されている。
【００２２】前記構成において、入力信号又は前段のニ
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源２
２よりコイル２３に流れると、交流磁界が発生する。該
交流磁界はコイル２４に入力信号又は前段のニューロン
の出力信号と、コイル２３及び２４間の相互インダクタ
ンスとに比例した誘導電圧を発生させる。該電圧は非線
形増幅器２６に入力され、非線形増幅されて端子２１に
出力される。
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源２
２よりコイル２３に流れると、交流磁界が発生する。該
交流磁界はコイル２４に入力信号又は前段のニューロン
の出力信号と、コイル２３及び２４間の相互インダクタ
ンスとに比例した誘導電圧を発生させる。該電圧は非線
形増幅器２６に入力され、非線形増幅されて端子２１に
出力される。
【００２３】ここで、交流電流源２２よりコイル２３に
流れる電流をｉ1 、コイル２３及び２４間の相互インダ
クタンスをＭとすると、コイル２４に発生する電圧ｖ2
は下記の如く表される。
流れる電流をｉ1 、コイル２３及び２４間の相互インダ
クタンスをＭとすると、コイル２４に発生する電圧ｖ2
は下記の如く表される。
【００２４】 ｖ2 ＝Ｍ・ｄｉ1 ／ｄｔ ……(2) また、磁性体２５の透磁率をμ、断面積をＳ、コイル２
３及び２４の巻数をｎ1 及びｎ2 とすると、前記相互イ
ンダクタンスＭは下記の如く表される。
３及び２４の巻数をｎ1 及びｎ2 とすると、前記相互イ
ンダクタンスＭは下記の如く表される。
【００２５】 Ｍ＝μ・Ｓ・ｎ1 ・ｎ2 ……(3) 従って、前記実施例によれば、磁性体２５を透磁率或い
は断面積の異なるものと交換することにより、相互イン
ダクタンスＭを変えることができ、ニューラルネットワ
ークにおけるシナプス結合荷重を変えることができる。
は断面積の異なるものと交換することにより、相互イン
ダクタンスＭを変えることができ、ニューラルネットワ
ークにおけるシナプス結合荷重を変えることができる。
【００２６】図６は本発明のニューラルネットワークの
第２の実施例を示すもので、図中、図１と同一構成部分
は同一符号をもって表す。即ち、２０及び２１は端子、
２２は交流電流源、２６は非線形増幅器、２７及び２８
はコイル、２９は磁性体である。
第２の実施例を示すもので、図中、図１と同一構成部分
は同一符号をもって表す。即ち、２０及び２１は端子、
２２は交流電流源、２６は非線形増幅器、２７及び２８
はコイル、２９は磁性体である。
【００２７】前記コイル２７及び２８は略平坦に巻かれ
たコイルであって、交流電流源２２及び非線形増幅器２
６の入力にそれぞれ接続されるとともに、互いに磁気的
に結合する如く近接して配置され、さらにその間に小片
状の磁性体２９が配置されている。
たコイルであって、交流電流源２２及び非線形増幅器２
６の入力にそれぞれ接続されるとともに、互いに磁気的
に結合する如く近接して配置され、さらにその間に小片
状の磁性体２９が配置されている。
【００２８】前記構成において、入力信号又は前段のニ
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源２
２よりコイル２７に流れると、交流磁界が発生する。該
交流磁界はコイル２８に入力信号又は前段のニューロン
の出力信号と、コイル２７及び２８間の相互インダクタ
ンスとに比例した誘導電圧を発生させる。該電圧は非線
形増幅器２６に入力され、非線形増幅されて端子２１に
出力される。
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源２
２よりコイル２７に流れると、交流磁界が発生する。該
交流磁界はコイル２８に入力信号又は前段のニューロン
の出力信号と、コイル２７及び２８間の相互インダクタ
ンスとに比例した誘導電圧を発生させる。該電圧は非線
形増幅器２６に入力され、非線形増幅されて端子２１に
出力される。
【００２９】従って、前記実施例によれば、磁性体２９
を透磁率或いは大きさの異なるものと交換することによ
り、ニューラルネットワークにおけるシナプス結合荷重
を変えることができるとともに、磁界結合部分の構成を
より小さくできる。なお、磁性体２９の位置はコイル２
７及び２８間である必要はなく、その近傍であれば良
い。
を透磁率或いは大きさの異なるものと交換することによ
り、ニューラルネットワークにおけるシナプス結合荷重
を変えることができるとともに、磁界結合部分の構成を
より小さくできる。なお、磁性体２９の位置はコイル２
７及び２８間である必要はなく、その近傍であれば良
い。
【００３０】図７は本発明のニューラルネットワークの
第３の実施例を示すもので、図中、３０1 ，３０2 ，３
１1 ，３１2 は端子、３２1 ，３２2 は交流電流源、３
３1，３３2 ，３４1 ，３４2 はループコイル、３
５11，３５12，３５21，３５22は磁性体、３６は媒体、
３７1 ，３７2 は非線形増幅器である。
第３の実施例を示すもので、図中、３０1 ，３０2 ，３
１1 ，３１2 は端子、３２1 ，３２2 は交流電流源、３
３1，３３2 ，３４1 ，３４2 はループコイル、３
５11，３５12，３５21，３５22は磁性体、３６は媒体、
３７1 ，３７2 は非線形増幅器である。
【００３１】前記交流電流源３２1 ，３２2 の出力電流
は端子３０1 ，３０2 にそれぞれ入力される入力信号又
は前段のニューロンの出力信号により制御される。ルー
プコイル３３1 ，３３2 は交流電流源３２1 ，３２2 に
それぞれ接続され、ループコイル３４1 ，３４2 は非線
形増幅器３７1 ，３７2 の入力にそれぞれ接続されてい
る。また、ループコイル３３1 及び３３2 並びに３４1
及び３４2 はそれぞれ互いに略平行に配置され、且つ、
ループコイル３３1 及び３３2 と３４1 及び３４2 とは
互いに磁気的に結合する如く略直角に交差して配置され
ている。また、ループコイル３３1 ，３３2 ，３４1 ，
３４2 の各交差部にはそれぞれプラスチックカードのよ
うな交換可能な媒体３６上に取付けられた小片状の磁性
体３５11，３５12，３５21，３５22が配置されている。
は端子３０1 ，３０2 にそれぞれ入力される入力信号又
は前段のニューロンの出力信号により制御される。ルー
プコイル３３1 ，３３2 は交流電流源３２1 ，３２2 に
それぞれ接続され、ループコイル３４1 ，３４2 は非線
形増幅器３７1 ，３７2 の入力にそれぞれ接続されてい
る。また、ループコイル３３1 及び３３2 並びに３４1
及び３４2 はそれぞれ互いに略平行に配置され、且つ、
ループコイル３３1 及び３３2 と３４1 及び３４2 とは
互いに磁気的に結合する如く略直角に交差して配置され
ている。また、ループコイル３３1 ，３３2 ，３４1 ，
３４2 の各交差部にはそれぞれプラスチックカードのよ
うな交換可能な媒体３６上に取付けられた小片状の磁性
体３５11，３５12，３５21，３５22が配置されている。
【００３２】前記構成において、入力信号又は前段のニ
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源３
２1 ，３２2 よりループコイル３３1 ，３３2 にそれぞ
れ流れると、交流磁界が発生する。該各交流磁界はルー
プコイル３４1 並びに３４2に入力信号又は前段のニュ
ーロンの出力信号と、ループコイル３３1 ，３３2 及び
３４1 間並びにループコイル３３1 ，３３2 及び３４2
間の相互インダクタンスとに比例した誘導電圧をそれぞ
れ発生させる。該電圧は非線形増幅器３７1 ，３７2 に
それぞれ入力され、非線形増幅されて端子３１1 ，３１
2 にそれぞれ出力される。
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源３
２1 ，３２2 よりループコイル３３1 ，３３2 にそれぞ
れ流れると、交流磁界が発生する。該各交流磁界はルー
プコイル３４1 並びに３４2に入力信号又は前段のニュ
ーロンの出力信号と、ループコイル３３1 ，３３2 及び
３４1 間並びにループコイル３３1 ，３３2 及び３４2
間の相互インダクタンスとに比例した誘導電圧をそれぞ
れ発生させる。該電圧は非線形増幅器３７1 ，３７2 に
それぞれ入力され、非線形増幅されて端子３１1 ，３１
2 にそれぞれ出力される。
【００３３】従って、前記実施例によれば、各磁性体３
５11，３５12，３５21，３５22として透磁率或いは大き
さの異なるものを用いることにより、複数の信号を任意
の重みをもって積和演算することができるとともに、透
磁率或いは大きさの組合せが異なる磁性体３５11，３５
12，３５21，３５22を備えた媒体３６を予め複数用意し
ておき、これを交換すればニューラルネットワークにお
けるシナプス結合荷重を変えることができる。
５11，３５12，３５21，３５22として透磁率或いは大き
さの異なるものを用いることにより、複数の信号を任意
の重みをもって積和演算することができるとともに、透
磁率或いは大きさの組合せが異なる磁性体３５11，３５
12，３５21，３５22を備えた媒体３６を予め複数用意し
ておき、これを交換すればニューラルネットワークにお
けるシナプス結合荷重を変えることができる。
【００３４】図８は本発明のニューラルネットワークの
第４の実施例を示すもので、図中、図７の実施例と同一
構成部分は同一符号をもって表す。即ち、３０1 ，３０
2 ，３１1 ，３１2 は端子、３２1 ，３２2 は交流電流
源、３３1 ，３３2 ，３４1，３４2 はループコイル、
３７1 ，３７2 は非線形増幅器、３８11，３８12，３８
21，３８22は磁性体、３９は媒体である。
第４の実施例を示すもので、図中、図７の実施例と同一
構成部分は同一符号をもって表す。即ち、３０1 ，３０
2 ，３１1 ，３１2 は端子、３２1 ，３２2 は交流電流
源、３３1 ，３３2 ，３４1，３４2 はループコイル、
３７1 ，３７2 は非線形増幅器、３８11，３８12，３８
21，３８22は磁性体、３９は媒体である。
【００３５】前記磁性体３８11，３８12，３８21，３８
22はプラスチックカードのような交換可能な媒体３９上
に液状又は粉状の磁性体を印刷技術により形成してなる
もので、その位置はループコイル３３1 ，３３2 ，３４
1 ，３４2 の各交差部に対応する如くなっている。
22はプラスチックカードのような交換可能な媒体３９上
に液状又は粉状の磁性体を印刷技術により形成してなる
もので、その位置はループコイル３３1 ，３３2 ，３４
1 ，３４2 の各交差部に対応する如くなっている。
【００３６】前記構成によれば、各磁性体３８11，３８
12，３８21，３８22として透磁率或いは面積もしくは厚
みの異なるものを用いることにより、複数の信号を任意
の重みをもって積和演算することができるとともに、透
磁率或いは面積もしくは厚みの組合せが異なる磁性体３
８11，３８12，３８21，３８22を備えた媒体３９を予め
複数用意しておき、これを交換すればニューラルネット
ワークにおけるシナプス結合荷重を変えることができ、
さらに磁性体３８11〜３８22及び媒体３９は前述した図
７の実施例中の磁性体３５11〜３５22及び媒体３６より
薄形にでき、装置全体の構成をより小形化できる。
12，３８21，３８22として透磁率或いは面積もしくは厚
みの異なるものを用いることにより、複数の信号を任意
の重みをもって積和演算することができるとともに、透
磁率或いは面積もしくは厚みの組合せが異なる磁性体３
８11，３８12，３８21，３８22を備えた媒体３９を予め
複数用意しておき、これを交換すればニューラルネット
ワークにおけるシナプス結合荷重を変えることができ、
さらに磁性体３８11〜３８22及び媒体３９は前述した図
７の実施例中の磁性体３５11〜３５22及び媒体３６より
薄形にでき、装置全体の構成をより小形化できる。
【００３７】なお、磁性体の透磁率は磁性体の種類を変
える外、該磁性体を磁化することによっても変化する。
即ち、図９に示す曲線４０は磁性体の代表的な磁化（Ｂ
Ｈ）曲線を示すものであるが、その透磁率は曲線４０の
傾きに相当し、何も磁化しない状態ではその傾き、即ち
透磁率は直線４１に示すように大きなものとなる。とこ
ろが、この磁性体が磁化されその残留磁化がＢ1 になっ
た時には該曲線４０の傾き、即ち透磁率は直線４２に示
すように小さくなる。従って、前述した各実施例におい
て、磁性体の磁化の状態を電磁石等を用いて変えること
により、該磁性体又はこれを配設した媒体を他のものと
交換することなく透磁率を変化させ、ニューラルネット
ワークにおけるシナプス結合荷重を変えることができ
る。
える外、該磁性体を磁化することによっても変化する。
即ち、図９に示す曲線４０は磁性体の代表的な磁化（Ｂ
Ｈ）曲線を示すものであるが、その透磁率は曲線４０の
傾きに相当し、何も磁化しない状態ではその傾き、即ち
透磁率は直線４１に示すように大きなものとなる。とこ
ろが、この磁性体が磁化されその残留磁化がＢ1 になっ
た時には該曲線４０の傾き、即ち透磁率は直線４２に示
すように小さくなる。従って、前述した各実施例におい
て、磁性体の磁化の状態を電磁石等を用いて変えること
により、該磁性体又はこれを配設した媒体を他のものと
交換することなく透磁率を変化させ、ニューラルネット
ワークにおけるシナプス結合荷重を変えることができ
る。
【００３８】また、これまで説明した実施例では交流磁
界を用いているが、２次側のコイルとしてホール素子の
ような磁界検出素子を用いれば直流磁界でも同様に実現
できる。
界を用いているが、２次側のコイルとしてホール素子の
ような磁界検出素子を用いれば直流磁界でも同様に実現
できる。
【００３９】図１０は本発明のニューラルネットワーク
の第５の実施例を示すもので、図中、５０及び５１は端
子、５２は交流電流源、５３及び５４はコイル、５５は
導電体、５６は非線形増幅器である。
の第５の実施例を示すもので、図中、５０及び５１は端
子、５２は交流電流源、５３及び５４はコイル、５５は
導電体、５６は非線形増幅器である。
【００４０】前記交流電流源５２の出力電流は端子５０
に入力される入力信号又は前段のニューロンの出力信号
により制御される。コイル５３及び５４は交流電流源５
２及び非線形増幅器５６の入力にそれぞれ接続されると
ともに、板状の導電体５５を挟んで互いに磁気的に結合
する如く配置されている。
に入力される入力信号又は前段のニューロンの出力信号
により制御される。コイル５３及び５４は交流電流源５
２及び非線形増幅器５６の入力にそれぞれ接続されると
ともに、板状の導電体５５を挟んで互いに磁気的に結合
する如く配置されている。
【００４１】前記構成において、入力信号又は前段のニ
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源５
２よりコイル５３に流れると、交流磁界が発生し、該交
流磁界はコイル５４に誘導電圧を発生させる。この際、
該誘導電圧は入力信号又は前段のニューロンの出力信号
と、コイル５３及び５４間の相互インダクタンスとに比
例する外、導電体５５の導電率（電気抵抗）に影響され
る。
ューロンの出力信号に対応した交流電流が交流電流源５
２よりコイル５３に流れると、交流磁界が発生し、該交
流磁界はコイル５４に誘導電圧を発生させる。この際、
該誘導電圧は入力信号又は前段のニューロンの出力信号
と、コイル５３及び５４間の相互インダクタンスとに比
例する外、導電体５５の導電率（電気抵抗）に影響され
る。
【００４２】即ち、コイル５３より発生した交流磁界は
導電体５５に渦電流を発生させるが、該渦電流は前記交
流磁界を打消そうとする逆方向の交流磁界を発生するた
め、コイル５４に発生する電圧は導電体５５が無い場合
より小さくなる。ここで、前記逆方向の交流磁界の大き
さは渦電流の大きさ、即ち導電体５５の電気抵抗に依存
する。このため、導電体５５の電気抵抗が大きければ渦
電流は小さく、従って、逆方向の交流磁界も小さくな
り、コイル５４に発生する電圧が小さくなる度合は比較
的小となるが、導電体５５の電気抵抗が小さければ渦電
流は大きく、従って、逆方向の交流磁界も大きくなり、
コイル５４に発生する電圧が小さくなる度合は比較的大
となる。また、該誘導電圧は非線形増幅器５６に入力さ
れ、非線形増幅されて端子５１に出力される。
導電体５５に渦電流を発生させるが、該渦電流は前記交
流磁界を打消そうとする逆方向の交流磁界を発生するた
め、コイル５４に発生する電圧は導電体５５が無い場合
より小さくなる。ここで、前記逆方向の交流磁界の大き
さは渦電流の大きさ、即ち導電体５５の電気抵抗に依存
する。このため、導電体５５の電気抵抗が大きければ渦
電流は小さく、従って、逆方向の交流磁界も小さくな
り、コイル５４に発生する電圧が小さくなる度合は比較
的小となるが、導電体５５の電気抵抗が小さければ渦電
流は大きく、従って、逆方向の交流磁界も大きくなり、
コイル５４に発生する電圧が小さくなる度合は比較的大
となる。また、該誘導電圧は非線形増幅器５６に入力さ
れ、非線形増幅されて端子５１に出力される。
【００４３】従って、前記実施例によれば、導電体５５
を電気抵抗の異なるものと交換することにより、ニュー
ラルネットワークにおけるシナプス結合荷重を変えるこ
とができる。なお、導電体５５の位置はコイル５３及び
５４間である必要はなく、その近傍であれば良い。
を電気抵抗の異なるものと交換することにより、ニュー
ラルネットワークにおけるシナプス結合荷重を変えるこ
とができる。なお、導電体５５の位置はコイル５３及び
５４間である必要はなく、その近傍であれば良い。
【００４４】また、第２乃至第４の実施例において磁性
体の代りに導電体を用いても同様なニューラルネットワ
ークを構成することができる。
体の代りに導電体を用いても同様なニューラルネットワ
ークを構成することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界
結合の強さを変えることにより、入力端子とニューロン
との間又はニューロン同士の間のシナプス結合加重を変
えることができる。
よれば、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界
結合の強さを変えることにより、入力端子とニューロン
との間又はニューロン同士の間のシナプス結合加重を変
えることができる。
【００４６】また、請求項２によれば、素子間又はその
近傍に透磁率或いは大きさの異なる磁性体を選択的に配
置することにより、少なくとも２つのインダクタンス素
子間の磁界結合の強さを変えることができる。
近傍に透磁率或いは大きさの異なる磁性体を選択的に配
置することにより、少なくとも２つのインダクタンス素
子間の磁界結合の強さを変えることができる。
【００４７】また、請求項３によれば、透磁率或いは大
きさの異なる磁性体を取付けたカード状の媒体を該磁性
体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置す
ることにより、少なくとも２つのインダクタンス素子間
の磁界結合の強さを変えることができる。
きさの異なる磁性体を取付けたカード状の媒体を該磁性
体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置す
ることにより、少なくとも２つのインダクタンス素子間
の磁界結合の強さを変えることができる。
【００４８】また、請求項４によれば、透磁率或いは大
きさの異なる磁性体を印刷技術により形成したカード状
の媒体を該磁性体が素子間又はその近傍に位置する如く
選択的に配置することにより、少なくとも２つのインダ
クタンス素子間の磁界結合の強さを変えることができ
る。
きさの異なる磁性体を印刷技術により形成したカード状
の媒体を該磁性体が素子間又はその近傍に位置する如く
選択的に配置することにより、少なくとも２つのインダ
クタンス素子間の磁界結合の強さを変えることができ
る。
【００４９】また、請求項５によれば、磁性体の磁化の
状態を変えることにより、素子間又はその近傍に配置さ
れた磁性体の透磁率を変えることができる。
状態を変えることにより、素子間又はその近傍に配置さ
れた磁性体の透磁率を変えることができる。
【００５０】また、請求項６によれば、素子間又はその
近傍に導電率の異なる導電体を選択的に配置することに
より、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結
合の強さを変えることができる。
近傍に導電率の異なる導電体を選択的に配置することに
より、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結
合の強さを変えることができる。
【００５１】また、請求項７によれば、導電率の異なる
導電体を取付けたカード状の媒体を該導電体が素子間又
はその近傍に位置する如く選択的に配置することによ
り、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結合
の強さを変えることができる。
導電体を取付けたカード状の媒体を該導電体が素子間又
はその近傍に位置する如く選択的に配置することによ
り、少なくとも２つのインダクタンス素子間の磁界結合
の強さを変えることができる。
【００５２】また、請求項８によれば、導電率の異なる
導電体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該導
電体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、少なくとも２つのインダクタンス素子
間の磁界結合の強さを変えることができる。
導電体を印刷技術により形成したカード状の媒体を該導
電体が素子間又はその近傍に位置する如く選択的に配置
することにより、少なくとも２つのインダクタンス素子
間の磁界結合の強さを変えることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す回路図
【図２】 ニューラルネットワークを構成するニューロ
ンを示す概要図
ンを示す概要図
【図３】 ニューロンの機能を示すブロック図
【図４】 ニューラルネットワークの一例を示す構成図
【図５】 磁界結合を用いたニューラルネットワークの
一例を示す回路図
一例を示す回路図
【図６】 本発明の第２の実施例を示す回路図
【図７】 本発明の第３の実施例を示す回路図
【図８】 本発明の第４の実施例を示す回路図
【図９】 磁性体のＢＨ曲線の一例を示す図
【図１０】 本発明の第５の実施例を示す回路図
２０，２１，３０1 ，３０2 ，３１1 ，３１2 ，５０，
５１…端子、２２，３２1 ，３２2 ，５２…交流電流
源、２３，２４，２７，２８，５３，５４…コイル、２
５，２９，３５11，３５12，３５21，３５22，３８11，
３８12，３８21，３８22…磁性体、２６，３７1 ，３７
2 ，５６…非線形増幅器、３３1 ，３３2，３４1 ，３
４2 …ループコイル、３６，３９…媒体、５５…導電
体。
５１…端子、２２，３２1 ，３２2 ，５２…交流電流
源、２３，２４，２７，２８，５３，５４…コイル、２
５，２９，３５11，３５12，３５21，３５22，３８11，
３８12，３８21，３８22…磁性体、２６，３７1 ，３７
2 ，５６…非線形増幅器、３３1 ，３３2，３４1 ，３
４2 …ループコイル、３６，３９…媒体、５５…導電
体。
Claims (8)
- 【請求項１】 入力端子とニューロンとの間又はニュー
ロン同士の間を磁気的に結合する少なくとも２つのイン
ダクタンス素子を用いて結合したニューラルネットワー
クにおいて、 前記素子間の磁界結合の強さを変えることにより、シナ
プス結合荷重を変えるようになしたことを特徴とするニ
ューラルネットワーク。 - 【請求項２】 素子間又はその近傍に透磁率或いは大き
さの異なる磁性体を選択的に配置することにより、磁界
結合の強さを変えるようになしたことを特徴とする請求
項１記載のニューラルネットワーク。 - 【請求項３】 透磁率或いは大きさの異なる磁性体を取
付けたカード状の媒体を該磁性体が素子間又はその近傍
に位置する如く選択的に配置することにより、磁界結合
の強さを変えるようになしたことを特徴とする請求項１
記載のニューラルネットワーク。 - 【請求項４】 透磁率或いは大きさの異なる磁性体を印
刷技術により形成したカード状の媒体を該磁性体が素子
間又はその近傍に位置する如く選択的に配置することに
より、磁界結合の強さを変えるようになしたことを特徴
とする請求項１記載のニューラルネットワーク。 - 【請求項５】 素子間又はその近傍に配置された磁性体
の磁化の状態を変えることによりその透磁率を変えるよ
うになしたことを特徴とする請求項２乃至４いずれか記
載のニューラルネットワーク。 - 【請求項６】 素子間又はその近傍に導電率の異なる導
電体を選択的に配置することにより、磁界結合の強さを
変えるようになしたことを特徴とする請求項１記載のニ
ューラルネットワーク。 - 【請求項７】 導電率の異なる導電体を取付けたカード
状の媒体を該導電体が素子間又はその近傍に位置する如
く選択的に配置することにより、磁界結合の強さを変え
るようになしたことを特徴とする請求項１記載のニュー
ラルネットワーク。 - 【請求項８】 導電率の異なる導電体を印刷技術により
形成したカード状の媒体を該導電体が素子間又はその近
傍に位置する如く選択的に配置することにより、磁界結
合の強さを変えるようになしたことを特徴とする請求項
１記載のニューラルネットワーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7885691A JPH05242276A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | ニューラルネットワーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7885691A JPH05242276A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | ニューラルネットワーク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242276A true JPH05242276A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=13673472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7885691A Pending JPH05242276A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | ニューラルネットワーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05242276A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017057488A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社ＰＥＺＹ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ | 半導体装置 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP7885691A patent/JPH05242276A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017057488A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社ＰＥＺＹ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ | 半導体装置 |
| CN108027870A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-05-11 | Pezy计算股份有限公司 | 半导体装置 |
| JPWO2017057488A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-05-24 | 株式会社ＰＥＺＹ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ | 半導体装置 |
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