2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of theories on asynchronous discrete-state system and their applications to designs of small and low-power neural prosthesis devices
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18K11482
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
鳥飼 弘幸 法政大学, 理工学部, 教授 (20318603)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 非同期離散状態システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，非同期離散状態システムを用いた生物模倣ハードウェアの系統的な設計手法の整備とその神経補綴装置の設計への応用に取り組む．３年間の研究期間を通して，具体的には，例えば以下などのテーマに取り組む．（１）従来の非線形力学システム理論で用いられている様々な解析手法を参考にして，非同期離散状態システムの系統的な解析手法を整備する．（２）前述の解析手法と最新の離散最適化手法を駆使して，非同期離散状態生物システムモデルの生体計測データへのフィッティング手法の整備に取り組む．そして，次世代の人工内耳の開発を念頭に置いた蝸牛モデルや，人工海馬などの脳の神経補綴装置の開発を念頭に置いた神経細胞集団モデルを設計する．（３）小型で低消費電力な非同期離散状態生物模倣ハードウェアの系統的な設計手法を整備し，その優位性をＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いた実機実験によって検証する．また，超低消費電力な神経補綴装置の開発を念頭に置いて，量子ドットセルオートマトンなどのポストＣＭＯＳデバイスを用いた非同期離散状態生物模倣ハードウェアの設計法の整備にも取り組む．２０１９年度は，主に（２）の内容に取り組み，非同期離散状態システムを用いた蝸牛モデルの最適化手法を開発した．また，神経補綴装置の開発を念頭に置いたマルチコンパートメント神経細胞モデルとそのネットワークモデルも開発した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は，非同期離散状態システムの最適化手法を開発し，神経補綴装置の開発を念頭に置いたマルチコンパートメント神経細胞モデルとそのネットワークモデルも開発した．またそれらの成果の多くを学術論文誌等で公表した．以上のことから，現在までの進捗状況は，おおむね順調に進展していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は，主に小型で低消費電力な非同期離散状態生物模倣ハードウェアの系統的な設計手法の整備に取り組む．
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| Causes of Carryover |
当初2019年度後半に実施しようと予定していた実験の実施時期を2020年度前半に変更したことにより，同実験に必要な機器を2019年度中に購入する必要がなくなったため．次年度使用額は2020年度前半に生物模倣集積回路の実機実装のための機器の購入に使用する予定である．
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