Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
ゼロからわかるリザバーコンピューティング
Search
Sponsored
·
Your Podcast. Everywhere. Effortlessly.
Share. Educate. Inspire. Entertain. You do you. We'll handle the rest.
→
Yuta Kurotaki
December 14, 2023
Research
1
2k
ゼロからわかるリザバーコンピューティング
コードとカクテル:GMOペパボのAIナイト - LT大忘年会 -
https://gmo.connpass.com/event/304045/
Yuta Kurotaki
December 14, 2023
Tweet
Share
More Decks by Yuta Kurotaki
See All by Yuta Kurotaki
GMOペパボのSUZURIを支えるAIOpsの実践
kurotaky
0
120
CTO Night & Day 2024 Product Feedback Lunch
kurotaky
1
160
SUZURI DX 2023
kurotaky
1
200
How GitHub Copilot Transforms Development Productivity
kurotaky
18
14k
The story of repairing my junk keyboard with The kinT keyboard controller
kurotaky
0
1.8k
DevRel_Japan CONFERENCE 2023
kurotaky
1
2.1k
ctoa-wakate-01-company-introduction
kurotaky
0
320
Ethereum for Ruby
kurotaky
2
2.1k
NFTコンテンツでオリジナルグッズ作成を支える技術
kurotaky
1
200
Other Decks in Research
See All in Research
Upgrading Multi-Agent Pathfinding for the Real World
kei18
0
140
教師あり学習と強化学習で作る 最強の数学特化LLM
analokmaus
2
880
2025-11-21-DA-10th-satellite
yegusa
0
110
[チュートリアル] 電波マップ構築入門 :研究動向と課題設定の勘所
k_sato
0
230
Community Driveプロジェクト(CDPJ)の中間報告
smartfukushilab1
0
160
学習型データ構造:機械学習を内包する新しいデータ構造の設計と解析
matsui_528
6
3k
Satellites Reveal Mobility: A Commuting Origin-destination Flow Generator for Global Cities
satai
3
490
世界の人気アプリ100個を分析して見えたペイウォール設計の心得
akihiro_kokubo
PRO
66
36k
その推薦システムの評価指標、ユーザーの感覚とズレてるかも
kuri8ive
1
310
AIスパコン「さくらONE」のLLM学習ベンチマークによる性能評価 / SAKURAONE LLM Training Benchmarking
yuukit
2
960
さまざまなAgent FrameworkとAIエージェントの評価
ymd65536
1
410
一般道の交通量減少と速度低下についての全国分析と熊本市におけるケーススタディ(20251122 土木計画学研究発表会)
trafficbrain
0
150
Featured
See All Featured
jQuery: Nuts, Bolts and Bling
dougneiner
65
8.4k
Unsuck your backbone
ammeep
671
58k
RailsConf 2023
tenderlove
30
1.3k
Jess Joyce - The Pitfalls of Following Frameworks
techseoconnect
PRO
1
62
Highjacked: Video Game Concept Design
rkendrick25
PRO
1
280
Docker and Python
trallard
47
3.7k
<Decoding/> the Language of Devs - We Love SEO 2024
nikkihalliwell
1
120
Connecting the Dots Between Site Speed, User Experience & Your Business [WebExpo 2025]
tammyeverts
11
820
The Impact of AI in SEO - AI Overviews June 2024 Edition
aleyda
5
720
Stewardship and Sustainability of Urban and Community Forests
pwiseman
0
110
Primal Persuasion: How to Engage the Brain for Learning That Lasts
tmiket
0
240
The Cult of Friendly URLs
andyhume
79
6.8k
Transcript
1 ゼロからわかる リザバーコンピューティング 黒瀧 悠太 コードとカクテル:GMOペパボのAIナイト - LT⼤忘年会 - 2023.12.14
2 ⾃⼰紹介 黒瀧 悠太 Yuta Kurotaki • SUZURI事業部シニアエンジニアリングリード • GMOインターネットグループ
デベロッパーエキスパート • リザバーコンピューティングに関する 勉強や開発をしている • SNS : @kurotaky • ⾳楽が好き、ドラマーです。
SUZURI 3
SUZURI 4
SUZURI 5
6 https://jab.tokyo/
7
8 アジェンダ 1. リザバーコンピューティングについて 2. エコーステートネットワーク概要 3. まとめ
リザバーコンピューティングについて • 時系列データの入力に対する 複雑な動的応答を生成する計算手法 • 波紋パターンは入力された時系列 情報を表し、リザバーによる状態変化 を分析することで、時系列データを認識 し解析する リザバーコンピューティングとは?
9 水面におはじきを投げ入れると、複雑な波紋が広がる 知 識の森 リザバーコンピューティング , 電子情報通信学会 . 時系列の入力をリザ バーに与えると、入力の 大きさや順序に応じた動 的な波紋のパターンが 生じる
リザバーコンピューティングについて 10 ニューラルネットワークとリザバーコンピューティング
リザバーコンピューティングについて 1986年 Jordan ネットワーク 1989年 Real-Time Recurrent Learning (RTRL) 1990年
Elman ネットワーク Backpropagation Through Time (BPTT) 1997年 ⻑‧短期記憶 (LSTM) 2001年 エコーステートネットワーク (ESN) 2002年 リキッドステートマシン (LSM) 2014年 ゲート付き回帰型ユニット (GRU) Recurrent Neural Network の歴史 11 リザバーコンピューティング|森北出版株式会社 , p.9 表1.1を参考に作成 Jaeger, GMD Report. 148, 34 (2001) Maass, et al. Neural Computation. 14, 11 (2002)
リザバーコンピューティングについて 深層学習 (Deep Neural Network) との違い 12 学習コスト 計算性能 リザバー
コンピューティング ESN、LSM リザバーコンピューティング|森北出版株式会社 , p.6 図 1.3 を参考に作成 線形学習器 線形回帰モデルなど ディープラーニングモ デル RNN、LSTM、GRU
エコーステートネットワーク概要 エコーステートネットワーク (ESN) 13 Introduction to Next Generation Reservoir Computing
https://www.youtube.com/watch?v=wbH4En-k5Gs
エコーステートネットワーク概要 Input Layer と Reservoir 14 入力層とリザバーの接続 ランダムで固定された 重みを持つ接続 リザバー内のニューロン
ランダムで固定された リカレント接続
エコーステートネットワーク概要 出力層 トレーニング可能な 出力重みを持つ Reservoir と Output Layer 15
エコーステートネットワーク概要 リッジ回帰の出⼒重みの導出過程 16 損失関数 損失関数を微分 Woutについて解く 正規化項 を加えた自己相関行列の逆行列を計算
エコーステートネットワーク概要 リードアウトのみ調整 ESNでは、リザバーから出力層への重みだけ調整される。その ため計算が速く、消費電力も少ない → エッジデバイスでの応用、環境に優しい など エコーステートネットワークの特徴 17
エコーステートネットワーク概要 医療: EEG, ECG, EMG, ⼼拍, 眼球運動など 画像: ⼿書き⽂字画像, 動画像
⾳声: 発話, ⾳響, ⾳楽 機械: モーター, ロボット その他にも応⽤例は沢⼭、物理リザバーもある リザバーコンピューティングの応⽤ 18
エコーステートネットワーク概要 サンプルプログラム 19 https://mantas.info/code/simple_esn/ Mackey-Glass 方程式 複雑で非線形な時間系列データをどの程度正確に予 測できるかをテスト
エコーステートネットワーク概要 サンプルプログラム 20
エコーステートネットワーク概要 resSizeでの⽐較 21 resSize = 50 resSize = 500
エコーステートネットワーク概要 resSize = 1000 22
エコーステートネットワーク概要 resSize = 10 23
エコーステートネットワーク概要 resSize = 10000 24 計算がおわりません! (発表に間に合わなさそうなので止めた)
エコーステートネットワーク概要 - ⾮線形系 - ⾮線形な振る舞いを⽰し、複雑なパターンや信号を処理 - エコーステート性 - リザバーの現在の状態は過去の入力に影響される -
時間が経つにつれ、その影響は消失 - ⾼次元 - より複雑なパターンの処理をおこなうため リザバーコンピューティングに求められる特性 25
まとめ • リザバーコンピューティングの概要 • エコーステートネットワークについて • リザバーコンピューティングの応⽤例について • サンプルプログラムを実⾏しての考察 まとめ
26
27 Thank you! We’re hiring!