セッション4「生物理論のフロンティア」

1/7 15:00-16:30
Chair: 未定

15:00-15:30 自己組織化系のベイズ力学

磯村拓哉 (理化学研究所)
要旨：ベイズ力学は、力学系をベイズ推論として概念化するための、自由エネルギー原理を発展させた新たな分野である。しかし、現実的な自己組織化系にベイズ力学を適用するためには、その系が潜在的に持つ生成モデルの解明が不可欠である。本発表では、一般的な力学系のハミルトニアンはある種の生成モデルのクラスに対応しており、その結果、系のヘルムホルツエネルギーは同定された生成モデルの下での変分自由エネルギーと等価になることを紹介する。ヘルムホルツエネルギーを最小化する自己組織化は、系内部のハミルトニアンを環境のハミルトニアンと一致させる方向へと変化させ、その結果一般化同期が現れる。つまり、これらの自己組織化系は、相互作用する環境の変分ベイズ推論を潜在的に実行していると見なすことができる。この特性が現実の系において自然に現れることを、結合振動子、神経回路モデル、培養神経回路、量子コンピュータの例を用いて紹介する。ベイズ力学の観点は、環境と相互作用する自己組織化系の漸近的性質に関する理解と予測を可能とし、知性の創発の根底にある潜在的なメカニズムに関する洞察を与えてくれる。
参考文献

中嶋浩平 (東京大学)
要旨：カオスは、自然界に普遍的に存在し、極めて複雑なダイナミクスを生み出す。このダイナミクスを計算資源として積極的に活用することはできないか？素朴に考えると複雑なダイナミクスは表現能力的には豊潤で多くのことができそうに思える。一方、初期値鋭敏性を考えたとき、入力に対する再現性は低そうだ。この二つの性質を乗りこなすことがここでの課題となる。本発表では、近年のリザバー計算の展開に紐づけて、カオスを有効活用するシナリオをいくつか紹介する。