ミニマル人工脳のための記憶・学習分子回路の開発

• 研究領域: 分子サイバネティクス ー化学の力によるミニマル人工脳の構築
• 研究課題/領域番号: 20H05971
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 中茎 隆 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30435664)
• 研究分担者: 川又 生吹 東北大学, 工学研究科, 助教 (30733977) ; 小宮 健 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (20396790) ; 嶋田 直彦 東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10423972)
• 研究期間 (年度): 2020-11-19 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2021年度)
• 配分額: 153,660千円 (直接経費: 118,200千円、間接経費: 35,460千円); 2021年度: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円); 2020年度: 43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)
• キーワード: 分子コンピューティング / 記憶と学習 / 可塑性

研究開始時の研究の概要

本研究では，ミニマル人工脳の条件反射獲得のための情報処理機構を開発する。記憶・学習能力を持つ可塑的な分子システムの実現に向けて，人工的に合成された核酸分子を用いた分子反応系を合目的的に設計するための理論と技術の研究を推進する。3つの要素技術として，分子回路に繰り返し印加される極めて微小な入力刺激を高利得で増幅する機構，増幅された入力刺激の印加履歴に応じて，内部状態を動的に更新し，適応的に条件反射を獲得する機構，実時間で学習を実行するために，DNAの分子反応を飛躍的に加速する機構を開発する。これらの機構を人工細胞リポソーム内で統合し，反復訓練のタイミングを制御する光クロックに同期した学習を行う。