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光制御結合振動子系による人工神経回路網の構築

Research Project

Project/Area Number 20K12002
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61040:Soft computing-related
Research InstitutionBeppu University Junior College

Principal Investigator

後藤 善友  別府大学短期大学部, その他部局等, 教授 (60290657)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 奈良 重俊  岡山大学, 自然科学研究科, 特命教授 (60231495)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords液晶セル / 光学系 / 光情報処理 / 非線形振動 / ニューラルネットワーク / ニューロモーフィック / 複雑系
Outline of Research at the Start

入射光強度によりパルス的振動特性が変化する微小振動子系を構成することで、任意の振動子間の相互作用を光によって動的かつ並列的にコントロールできる実験系を構築し、新しいタイプのニューロモーフィックハードウェアの可能性を探る。空間光変調器(SLM)では内部の液晶分子の傾き状態を局所的に制御できるが、このSLMに適切なフィードバックを加えることにより、局所的に双安定状態や振動状態にすることができる。この局所的な構造を振動素子とみなし、疑似神経回路網としての振動素子結合系を実験的に実現するとともに、神経回路網の機能メカニズムの解明に対して実験的なアプローチを試みる。

Outline of Annual Research Achievements

液晶セルによる位相変調素子により、フィードバックモデル動作検証のための実験系を構築したが、光強度の制御、フィードバックのタイミング最適化、などの全体を制御するプログラムの最適化が遅れている。液晶素子の双安定状態は印加ノイズの特性に応じて安定性が異なることが他の研究で明らかになったことから、本研究でも印加を予定しているOUノイズとDMノイズに関して高次スペクトルに着目した分析を開始した。OUノイズとDMノイズは2次のキュムラントから計算されるパワースペクトルの特徴は一致するため、2つのノイズの特徴の違いは3次以上のキュムラントに着目する必要があるが、バイスペクトルの解析によりOUとDMノイズの特徴を定量化した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

実験系の全体制御のためのプログラムの開発が遅れており、実験データ取得が遅れている。そのため計画していた実験データに基づくモデルの検討や実験パラメーターの絞り込みに影響が出ていることから「遅れている」と評価する。

Strategy for Future Research Activity

最終年度となるため、優先的に取り組む課題を次の3つに絞る。液晶素子による位相変調素子による実験系の制御プログラムの最適化、実験データによるフィードバックモデルの検証、ノイズ印加実験系の構築。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2020

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results)

  • [Journal Article] Observation of stochastic resonance in a liquid-crystal light valve with optical feedback induced by colored noise in the driving voltage2020

    • Author(s)
      Goto Yoshitomo、Shishibe Atsuya、Orihara Hiroshi、Residori Stefania、Nagaya Tomoyuki
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 102 Issue: 6 Pages: 06270210627027-06270210627027

    • DOI

      10.1103/physreve.102.062702

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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