曲面幾何学を応用したAIメモリ技術(Supercharging AI Memory Through Curved Geometry)

2025-07-24 サセックス大学

国際研究チーム(バスク応用数学センター、Araya Inc.、サセックス大学、京都大学)は、「曲がった空間(曲率幾何)」を導入した新型AIモデル「Curved Neural Networks」を開発。これは従来の単純な接続構造とは異なり、人間の脳のような多方向的相互作用を可能にし、記憶の爆発的な再現(瞬時想起)を実現する。加えて、自己調整機能により応答速度が向上し、少ないパラメータで記憶容量と精度のバランスを制御できる。この特性はモデルの幾何構造に自然に生じるもので、AIの適応性や説明可能性を高める可能性がある。研究成果は『Nature Communications』に掲載。

<関連情報>

曲面統計多様体における高次相互作用による爆発的ニューラルネットワーク Explosive neural networks via higher-order interactions in curved statistical manifolds

Miguel Aguilera,Pablo A. Morales,Fernando E. Rosas & Hideaki Shimazaki
Nature Communications  Published:24 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-61475-w

曲面幾何学を応用したAIメモリ技術(Supercharging AI Memory Through Curved Geometry)

Abstract

Higher-order interactions underlie complex phenomena in systems such as biological and artificial neural networks, but their study is challenging due to the scarcity of tractable models. By leveraging a generalisation of the maximum entropy principle, we introduce curved neural networks as a class of models with a limited number of parameters that are particularly well-suited for studying higher-order phenomena. Through exact mean-field descriptions, we show that these curved neural networks implement a self-regulating annealing process that can accelerate memory retrieval, leading to explosive order-disorder phase transitions with multi-stability and hysteresis effects. Moreover, by analytically exploring their memory-retrieval capacity using the replica trick, we demonstrate that these networks can enhance memory capacity and robustness of retrieval over classical associative-memory networks. Overall, the proposed framework provides parsimonious models amenable to analytical study, revealing higher-order phenomena in complex networks.

1600情報工学一般
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