KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 90447350

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1. 多細胞神経ネットワーク情報処理のアナログ・デジタル回路実装

計画研究

研究種目	学術変革領域研究(A)
審査区分	学術変革領域研究区分(Ⅳ)
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 教授
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2029-03-31交付
キーワード	多細胞バイオ計算 / バイオ超越 / シリコン神経ネットワーク / ニューロモルフィックハードウェア / マルチセルラハードウェア
研究開始時の研究の概要	多細胞ネットワークの情報処理をリアルタイムで再現し、バイオ素子に迫るエネルギー効率を達成できるアナログ・デジタル混在集積回路の設計・実装手法を開発する。物理ノイズやそれに起因する自発活動も活用する生物規範的なアーキテクチャにより超低消費電力化を実現するとともに、非線形数学の技法を応用した独自の回路設 ...
研究領域	脳神経マルチセルラバイオ計算の理解とバイオ超越への挑戦

2. 脳神経マルチセルラバイオ計算に関する総括

総括班

研究種目	学術変革領域研究(A)
審査区分	学術変革領域研究区分(Ⅳ)
研究機関	東北大学
研究代表者	山本英明東北大学, 電気通信研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2029-03-31交付
キーワード	多細胞バイオ計算 / バイオ超越
研究開始時の研究の概要	本領域では，マルチセルラ（多細胞）ネットワーク上の情報表現・情報処理に関する学理を構築し，バイオ超越的な数理モデル・脳型ハードウェア・ウェットウェアの創成に挑戦する．この目標を達成するために，総括班では計画研究および公募研究の異分野融合の組織的推進，国際ネットワークの拡大，次世代リーダーの育成など ...
研究領域	脳神経マルチセルラバイオ計算の理解とバイオ超越への挑戦

3. 超低電力ニューロモルフィックハードウェア基盤技術のブレークスルー

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 教授
研究期間 (年度)	2021-04-05 – 2024-03-31交付
キーワード	ニューロモルフィックハードウェア / 神経模倣情報処理 / 超低消費電力アナログ回路 / 不揮発性メモリデバイス / シリコン神経ネットワーク / ニューロモルフィック回路 / 超低電力アナログ回路
研究開始時の研究の概要	脳からより多くを学ぶことで脳により近い情報処理の実現を目指すニューロモルフィックハードウェアにおける重要課題（超低電力アナログ集積回路実装技術と、より脳に近い情報処理モデル）を融合的に研究する。これによって、現行の人工知能(AI)の限界を超え、ヒトの脳のように自発的で複雑な処理を超低電力で行う次世代 ...
研究実績の概要	昨年度基礎設計を行った、CMOS回路とFeFETとで構成される超低電力シリコン神経ネットワーク回路について、回路構成の改良を継続すると共に、これまでに開発したアナログ・デジタル混在回路によるシリコン神経ネットワークチップを用いた情報処理モデルについて実験、検証を進めた。これは、当研究室で考案した、低 ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件うち国際学会 1件)

4. 聴感覚細胞の自律的な周波数特性の実現機構の解明

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
研究分野	神経科学およびその関連分野
研究機関	名古屋大学
研究代表者	上川内あづさ名古屋大学, 理学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2021-03-31完了
キーワード	聴覚 / 周波数特性 / ショウジョウバエ / 応答性制御 / 聴感覚細胞 / 感覚情報処理 / 神経科学 / 周波数 / チューニング / 電気的チューニング
研究成果の概要	ショウジョウバエの聴感覚細胞群は主に、異なる周波数特性を持つ２種類の集団から構成される。この周波数特性を生じさせるメカニズムを検討した。まずカルシウム依存性カリウムチャネルが、ショウジョウバエの聴感覚細胞群で発現することを見出した。また、ショウジョウバエが示す求愛歌に対する応答性に、カルシウム依存 ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件うち国際共著 2件、査読あり 14件、オープンアクセス 6件) 学会発表 (25件うち国際学会 11件、招待講演 14件) 図書 (1件) 備考 (2件)

5. デジタル演算回路による大規模シリコン神経ネットワーク（国際共同研究強化）

研究課題

研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
研究分野	生命・健康・医療情報学
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 教授
研究期間 (年度)	2016 – 2018完了
キーワード	シリコン神経ネットワーク / ニューロモルフィックシステム / 神経模倣システム / 神経スパイク / 脳型コンピュータ
研究成果の概要	本研究課題では、神経スパイクを用いて通信を行う様々な装置(シリコン神経ネットワーク、神経ネットワークのソフトウェアシミュレータ、神経生理学実験機器など)同士をシームレスに接続できるバス規格を定義で、次世代人工知能技術として期待されているニューロモルフィックシステムの発展に寄与した。実装方式(アナログ ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 学会発表 (5件うち国際学会 4件、招待講演 4件)

6. デジタル演算回路による大規模シリコン神経ネットワーク

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	生命・健康・医療情報学
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	脳型情報処理 / 神経模倣システム / 神経ネットワークモデル / シリコン神経ネットワーク
研究成果の概要	シリコン神経ネットワークは、神経細胞、シナプスのレベルで脳神経系を模倣した電子回路であり、脳型コンピュータの基盤技術の一つである。定性的神経モデリングの手法に基づくシリコンニューロンモデル及びシナプスモデルを用いた、従来は再現できなかった神経活動を再現できる大規模シリコン神経ネットワークの基盤技術構 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 4件、オープンアクセス 3件、謝辞記載あり 5件) 学会発表 (6件うち国際学会 1件)

7. デジタル回路による新しいシリコンニューラルネットワーク

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	生体生命情報学
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2009 – 2011完了
キーワード	脳型情報処理 / シリコンニューロン / ニューラルネットワーク
研究概要	神経細胞やシナプスのダイナミックな挙動を電子回路で再現したものをシリコンニューロン、シリコンシナプスと呼ぶ。本研究課題の目的は、デジタル演算回路を用い、シリコンニューロンとシリコンシナプスを組み合わせたシリコン神経ネットワークを構築し、脳神経系のリアルタイムシミュレータや、神経形態学的システムへの応 ...

この課題の研究成果物	学会発表 (2件)

8. シナプス前制御に基づく神経情報処理の数理モデル化とその工学応用

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	工学基礎
研究機関	東京大学
研究代表者	合原一幸東京大学, 生産技術研究所, 教授
研究期間 (年度)	2008-04-08 – 2013-03-31完了
キーワード	数理工学 / モデル化 / 脳・神経 / 生体生命情報学 / ソフトコンピューティング
研究概要	本研究は、「シナプス前制御」に着目して数理モデル化を行ない、シナプス前制御に基づく神経情報処理機構を解明することを目的とした。まず、シナプス前興奮性抑制シナプスによるDale則の破れを考慮したニューラルネットワークモデルを提案した。また、シナプス前部および後部の特性に基づくと考えられている短期可塑性 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (27件うち査読あり 19件) 学会発表 (35件うち招待講演 6件) 図書 (5件)

9. シリコン拡張CPGによるMEMSデバイスの制御

研究課題

研究種目	若手研究(A)
研究分野	生体生命情報学
研究機関	東京大学
研究代表者	河野崇東京大学, 生産技術研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2007 – 2009完了
キーワード	脳型情報処理 / シリコンニューロン / 脳・神経 / 先端機能デバイス / シリコン・ニューロン
研究概要	神経細胞及びシナプスの電気生理学的性質を模倣した電子回路であるシリコンニューロン及びシリコンシナプス回路、さらにそれらを相互接続したシリコンCPGを設計した。この際、数理的手法を用いて従来に比べ大幅に単純な回路で神経の複雑なダイナミクスを実現することに成功した。これらを集積回路実装し特性評価を行うと ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (6件うち査読あり 6件) 学会発表 (9件) 図書 (3件)