| 研究課題/領域番号 |
11555013
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
米津 宏雄 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (90191668)
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| 研究分担者 |
大島 直樹 山口大学, 工学部, 講師 (70252319)
古川 雄三 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (20324486)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1999年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
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| キーワード | 網膜機能 / 脳機能 / 動き検出 / エッジ検出 / 樹状突起 / アナログネットワーク / アナログ集積回路 / 局所適応 / 外網膜 / 内網膜 / 相関モデル / アナログ・ネットワーク / SPICEシミュレーション / 局所明暗順応 / 広域明暗順応 / 集積回路 |
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| 研究概要 |
人や動物は、網膜に映った二次元画像を基にして物体の動きを検出し、必要な措置をとる。下等動物でも持つこの動き検出機能は、移動体の衝突回避や自律ロボット等の広い応用が期待されている。このため、本研究では生体の網膜と下等動物の脳機能に学んで、動き検出アナログ集積回路の基盤技術を構築することを目指した。
第一に、局所明暗順応を可能にするシンプルな基本回路を考案し、明るさに応じて空間分解能を変えながら物体のエッジ出力がほぼ同レベルになることを、回路シミュレーションとテストチップの実験により確認した。フォトダイオードの入力感度を網膜の視細胞に近づけるために、微弱光電流を増幅する回路と通常レベルの光電流を増幅する回路とを設け、7桁のダイナミックレンジを得ることができた。第二に、二次元動き検出ネットワークを昆虫の脳機能に学んでアナログネットワークを考案した。接近する物体のエッジの拡大速度を検出することによって、接近する物体の速度と方向を検知できることが回路シミュレーションによって示された。物体のエッジ検出回路からの出力を二値化してこの動き検出回路に接続することにより、アナログ出力の誤差が次段のネットワークに引き継がれることを防ぐことができた。第三に、神経細胞の樹状突起に接続するシナプス結合の位置が空間情報を持っており、時間遅れがあることに着目して、きわめてシンプルな基本回路と基本ネットワークによって、時空問の変化を検出できることを明らかにした。同じ基本ネットワークによって物体のエッジ検出と動き検出の両機能を得ることができた。これにより、両機能を統合した拡張性の高い基本回路と基本ネットワークを実現できた。
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