| Project/Area Number |
19KK0131
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 29:Applied condensed matter physics and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛西 誠也 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (30312383)
赤井 恵 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50437373)
谷 洋介 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (00769383)
玉木 孝 京都大学, 工学研究科, 研究員 (90815490)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 分子ネットワーク / ナノ物質 / 走査プローブ顕微鏡 / 神経型情報処理 / リザバー計算 / 確率共鳴 / ネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
人工知能の発展とともに莫大な計算資源が必要となり、従来のデジタル計算機とは異なる新しい自然計算の枠組みが模索されている。脳に学び、自己組織的なネットワーク型のナノ物質ネットワークを用いた新しい情報処理の試みが始まっている。
本共同研究計画は、分子、微粒子、ナノ構造体、あるいは異種物質界面など、物質・材料の構造単位が持つ物性をひとつの神経細胞と考え、これらの相互作用を情報伝達経路とするデバイスを形成して、その機能を検証するものである。日本の物質科学者とオランダのナノエレクトロニクス研究者を中心に、分野融合による研究の飛躍的な進展を目指すとともに、俯瞰的な視点を持つ若手研究者の要請に寄与する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The joint researches on neuromorphic devices using nanomaterials were performed with Twente University (The Netherlands), AGH University (Poland), UCLA (USA). The main subjects are exploring nonlinear electric properties focused on following three approaches. a) resonant tunneling through self-assembled Ru-complex monolayer with Au-nanoparticle bridge, b) electron hopping via conducting polymer grains under electric field concentration with bottle neck effect, c) electrochemical side-gate effect on ionic conduction in polymer networks. Nonlinear electric properties ware obtained in these approaches. The demonstration of voice recognition was achieved using approach c).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
人工知能（AI）の発展とともに、その社会的な重要性はますます大きく深くなっている。しかし、現在のAIは、生物の脳の数学モデルをソフトウェアとして既存のデジタル計算機で実行するものであるので、AIの普及とともに、際限なく計算機資源とエネルギーを消費しつつある。しかし、一方では生物はわずかなエネルギーで高度な情報処理を実際に行っていることから、新たな情報処理の方法論が求められている。本研究は、神経ネットワークの機能をナノ物質で模倣することにより、デジタル計算機に頼らない情報処理が物質で可能であること、即ちインマテリアル計算の可能性を示し、その学理を構築することにある。社会的な意義は大きい。
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