F0840600

生体情報工学

Information Engineering on Living Body

開講部

工学部

開講学科

通信工学科

開講学年

4年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

講義
准教授堀江亮太この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

生命・生体現象は柔軟に環境に適応する能力を持つ.こうした生命・生体現象における情報処理機構を工学的に模倣するという試みは多い.この試みによって,従来では不可能だった情報処理が可能となりはじめ,そのいくつかは工学的技法として定着している.特に,モデル化,数式化が困難な問題や非線形な問題に対して有効であるとされている.本講義では,生体模倣の情報処理手法として注目を浴びている人工ニューラルネットワーク,遺伝的アルゴリズム,ファジィ理論といった技術の基礎を学ぶとともに,その生命・生体現象と工学的手法の対応,応用方法について紹介していく.

達成目標

1.人工ニューラルネットワーク,遺伝的アルゴリズムおよびファジィ理論の特徴を理解する.
2.人工ニューラルネットワーク,遺伝的アルゴリズムおよびファジィ理論を実際問題に応用できる.
3.生物における情報処理機構を理解するとともに,情報処理における生体模倣技術の重要性を理解する.

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.本講義の概要 参考書1,pp.1-4
2.生体における知識処理,コンピュータにおける知識処理 参考書1,pp.5-24
3.ニューロ情報処理1
・神経細胞と神経回路網
・人工ニューラルネットワークの概要
参考書1,pp.25-31
4.ニューロ情報処理2
・判別分析
・パーセプトロンと学習アルゴリズム
参考書1,pp.31-34
5.ニューロ情報処理3
・判別分析・パーセプトロンの計算機への実装方法
第4回の講義後に配布する資料を予習
6.ニューロ情報処理4
・最適化技法
第5回の講義後に配布する資料を予習
7.ニューロ情報処理5
・関数近似
・階層型ニューラルネットワークと誤差逆伝搬学習アルゴリズム
参考書1,pp.34-53
8.ニューロ情報処理6
・階層型ニューラルネットワークの計算機への実装方法
第7回の講義後に配布する資料を予習
9.ニューロ情報処理7
・非線形力学系と最適化
・ホップフィールド型ニューラルネットワーク
・ボルツマンマシン
参考書2,pp.41-60
10.. ニューロ情報処理8
・カオス力学系
・カオスニューラルネットワーク
参考書1,pp.89-95
11.ニューロ情報処理9
・動的なニューラルネットワークの計算機への実装方法
第10回の講義後に配布する資料を予習
12.遺伝的アルゴリズム1
・遺伝,集団遺伝学とその数理モデル
第11回の講義後に配布する資料を予習
13.遺伝的アルゴリズム2
・遺伝的アルゴリズムの概要
・最適化問題の多点探索法
参考書1,pp.81-89
14.遺伝的アルゴリズム3
・遺伝的アルゴリズムの計算機への実装方法
第13回の講義後に配布する資料を予習
15.ファジィ情報処理 参考書1,pp.55-73

評価方法と基準

授業毎回の課題(60%)期末試験(40%)

教科書・参考書

参考書:
1.岩田彰 著,“インターユニバーシティ ソフトコンピューティング”,オーム社
2.萩原 将文 著,“ニューロ・ファジィ・遺伝的アルゴリズム”,産業図書
3.高井信勝著,“「信号処理」「画像処理」のためのMATLAB入門【増補版】”,工学社

履修登録前の準備

微分積分学,線形代数

学習・教育目標との対応

通信工学における複数のアプローチの一つとして,生体技術を扱い,学問分野の成り立ち,社会貢献,制約条件,社会に与える影響を考慮した課題解決を養成する.

オフィスアワー、質問・相談の方法

講義終了後

環境との関連

環境に関連しない科目

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

知識活用力を育成する科目

アクティブ・ラーニング科目

能動的な学修への参加を取り入れた授業が1コマ分以上

最終更新 : Sat Sep 24 07:31:28 JST 2016