| Project/Area Number |
19K14742
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
Takeda Ayaki 宮崎大学, 工学部, 准教授 (40736667)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ガンマ線イメージング / コンプトンカメラ / リアルタイム処理 / 電子飛跡 / X線ガンマ線天文学 / リアルタイム / Ｘ線ガンマ線天文学 / 電子飛跡型 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の最終目的は，発展途上の宇宙ガンマ線天文学を切り拓く鍵となる，電子飛跡型半導体コンプトンカメラを実現させることである。申請者が研究開発を進めてきたイベント駆動型SOIPIXにより，少数のガンマ線検出で到来方向を決定することが可能となり，性能が大きく飛躍する。本研究課題では，CPU組み込みFPGAによるオンボードデータ処理を実装することにより，課題であるリアルタイム性を躍進させる手法の研究開発に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aims to research a gamma-ray real-time imaging method using a CPU-embedded FPGA. This study obtained three results: 1) We developed a digital circuit for extracting hit-pattern information and embedded it into our image sensor. This circuit contributed to efficient data acquisition of recoil electrons due to Compton scattering by gamma-rays. 2) We generated pseudo-image data of recoiled electrons by simulating Compton scattering events. We also generated a neural network data processing model using the image data. 3) We investigated a method to implement the developed model on the CPU-embedded FPGA.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ガンマ線リアルタイムイメージングを実現するため，CPU組み込みFPGAを用いて基板上で高度な解析モデルを適用したデータ処理を行うための手法研究を実施した。本研究の遂行により，解析モデルを構築する上での課題の洗い出しとCPU組み込みFPGA上に実装する手法の検討を進めることができた。本研究で得られた成果は，可搬型でコンパクトな物理計測システムを実現するための基盤技術であり，今後，ガンマ線イメージングだけでなく，様々な量子イメージング分野への応用が期待できる。
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