2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K18710
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
成瀬 誠 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (20323529)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 光コンピューティング / 光情報処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光を用いたコンピューティングが活発に研究されるようになったが、その基本機能は「認識」機能に留まっており、最先端のAIで問われている「データ生成」等の高次機能は未踏領域である。研究代表者らは光の物理的特長が高次機能に向けて展開されていないとの危機感を有し、レーザーカオスを用いた人工データ生成―具体的には顔画像の人工的生成―に世界に先駆けて成功した（Sci Rep 2019）。すなわち従来の光情報処理での「認識機能」を越え、「データ生成」という新たな可能性を切り拓いた。人工データ生成に必須の大量疑似乱数の物理限界の打破に加え、レーザーカオス時系列に固有の時間構造をシグネチャとしたセキュリティ等の新たな機能を提供する。しかし、これまでの実績は、実験で得られた特定のレーザーカオス時系列に基づいており、理論的・系統的な理解や評価指標は確立されていない。本研究を挑戦的研究（萌芽）として実施する目的は、光を用いた人工データ生成という研究領域を、レーザー物理や数理モデルを基礎に学術的に理解し、光と処理系の合成という実装の高度化を含めた大きな今後の大きな研究展開に向けた萌芽的知見を獲得することにある。
研究の初年度である本年度は、データ生成機能の基盤となる原理として、レーザーカオス時系列を用いるアプローチ以外の探索を行った。具体的には光リザーバーコンピューティングをデータ生成のメカニズムとして活用する方法について初期検討を行った。光リザーバーコンピューティングは、これまで、時系列予測に対して高い効果を示すことが知られているが、データ生成への応用は未解明である。システムアーキテクチャの初期検討に着手した。
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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
挑戦的研究（萌芽）の初年度として、データ生成の新しいアプローチに関し、具体的に進捗を図ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の検討結果を踏まえ、光リザーバーコンピューティングに基づくデータ生成に関し、モデル計算などを含めた検討を進捗させる。なお、データ生成機能の創成に焦点を当てるため、光リザーバーコンピューティングの構造は極力簡素な形式とし、システム全体の基本構造の明確化を重視する。
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| Causes of Carryover |
本挑戦的研究（萌芽）の初年度においては、光を用いたデータ生成に関わる新たな原理の設計を主体とした。萌芽研究である本研究では、完成度の高いハードウエアや実験はスコープ外であるものの、限られた予算の有効活用のためには、期初における基本原理に関する研究結果を踏まえた、適切な仕様の物品等の導入が不可欠である。当該年度では具体的な仕様の策定までは至らなかったため、研究全体を意義のある形で進捗させるため、次年度使用とした。次年度使用とした研究費はデータ収録装置の購入等の物品費として使用する計画である。
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Research Products
(18 results)
