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生物の挙動に学ぶ新規単電子情報処理システムの開拓

研究課題

研究課題/領域番号 15K06011
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関横浜国立大学

研究代表者

大矢 剛嗣  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30432066)

研究協力者 倉田 信彦  
鄭 万輝  
田鍋 俊彦  
里見 航汰  
高野 誠  
濵名 良樹  
平島 諒  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード単電子回路 / 生物模倣情報処理 / 非線形情報処理 / 生体機能模倣
研究成果の概要

研究期間中に,計画通り細胞性粘菌/蟻/軍隊ガニといった生物の挙動を模倣した各単電子回路の実現可能性を回路設計及び動作シミュレーションを通して見出したほか,ミツバチの挙動についても単電子回路化が可能であることを見出した。さらに、生体に学び雑音・揺らぎを利用するというものについては例えばニューラルネットワーク模倣回路に雑音利用能力を付与することで信頼度・パフォーマンスが高くなるものがあることを見出した。それぞれの研究に関して研究期間全体を通して英語論文誌に採択および国際会議・国内学会発表を実施することができた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 18件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Design of slime-mold-inspired multi-layered single-electron circuit2017

    • 著者名/発表者名
      Satomi Kota、Oya Takahide
    • 雑誌名

      International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems

      巻: - 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/17445760.2017.1410818

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of single-electron information-processing circuit mimicking foraging behavior of honeybee swarm2017

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Toshihiko、Oya Takahide
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 6S1 ページ: 06GF13-06GF13

    • DOI

      10.7567/jjap.56.06gf13

    • NAID

      210000147887

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of Single-electron Information-processing Circuit Mimicking Foraging Behavior of Honeybee Swarm2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe and T. Oya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000147887

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design and evaluation of single-electron associative memory circuit2016

    • 著者名/発表者名
      Takano M., Asai T., and Oya T.
    • 雑誌名

      International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems

      巻: 31 号: 3 ページ: 259-270

    • DOI

      10.1080/17445760.2016.1165219

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Design of Thermal-Noise-Harnessing Single-Electron Circuit for Efficient Signal Propagation2016

    • 著者名/発表者名
      R. Hirashima and T. Oya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 6S1 ページ: 06GG10-06GG10

    • DOI

      10.7567/jjap.55.06gg10

    • NAID

      210000146632

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Noise-Harnessing Nanodevices2018

    • 著者名/発表者名
      T. Oya
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory & Its Applications (NOLTA 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of "bubble-Inspired Single-Electron circuit" Mimicking Behavior of Bubble Film2018

    • 著者名/発表者名
      N. Kurata and T. Oya
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory & Its Applications (NOLTA 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルス発生・伝搬場におけるニューラルネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      鄭 万輝, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 信号伝搬速度制御による新単電子ニューラルネットワークの開拓2018

    • 著者名/発表者名
      大見俊介, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シャボン膜に学ぶ単電子情報処理2018

    • 著者名/発表者名
      倉田信彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミツバチの餌探索と情報共有行動を模倣した単電子回路の設計2017

    • 著者名/発表者名
      田鍋俊彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] コウモリに学ぶ単電子情報処理回路2017

    • 著者名/発表者名
      阿部祐吾, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 心筋細胞に学ぶ自動同期単電子回路2017

    • 著者名/発表者名
      石橋 萌, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2017年 第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Multi-Layer Single-Electron Information-Processing Circuit for Nonlinear Problem Mimicking Foraging Behavior of Honeybees2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe and T. Oya
    • 学会等名
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Unique Neural Network on Pulse Signal Generating and Propagating Medium2017

    • 著者名/発表者名
      W. Zheng, F. Maehara, and T. Oya
    • 学会等名
      30th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of single-molecule information-processing circuit mimicking foraging and information sharing behaviors of honeybees2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe, T. Oya
    • 学会等名
      The biannual International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of majority logic gate for single-dopant device2017

    • 著者名/発表者名
      T. Oya and T. Shinada
    • 学会等名
      2017 Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミツバチの採餌行動を模倣した粗粒情報処理デバイスの設計2017

    • 著者名/発表者名
      田鍋俊彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      第8回分子アーキテクトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミツバチの採餌行動を模倣した多層単電子情報処理回路の構築2017

    • 著者名/発表者名
      田鍋俊彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Study of performance improvement of single-electron associative memory circuit2016

    • 著者名/発表者名
      M. Takano and T. Oya
    • 学会等名
      Applied Nanotechnology and Nanoscience International Conference
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2016-11-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of Slime-mold-inspired Multi-layered Single-electron-circuit2016

    • 著者名/発表者名
      K. Satomi and T. Oya
    • 学会等名
      the 29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Single-electron Information-processing Circuit Mimicking Foraging Behavior of Honeybee Swarm2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe and T. Oya
    • 学会等名
      the 29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粘菌の挙動を模倣した情報処理手法の粗粒デバイスへの実装検討2016

    • 著者名/発表者名
      里見航汰, 浅井哲也, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      第7回分子アーキテクトニクス研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単電子連想記憶回路の設計と粗粒デバイスへの応用検討2016

    • 著者名/発表者名
      高野 誠, 浅井哲也, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      第7回分子アーキテクトニクス研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘菌の挙動を模倣した多層単電子情報処理回路の設計2016

    • 著者名/発表者名
      里見航汰, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 単電子階層型ニューラルネットワーク回路への展望2016

    • 著者名/発表者名
      高野 誠, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ミツバチの採餌行動を模倣した単電子回路の構築2016

    • 著者名/発表者名
      田鍋俊彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of new single-electron information-processing circuit mimicking behavior of swarm of honeybees2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tanabe and T. Oya
    • 学会等名
      2016 TechConnect World Innovation Conference and Expo
    • 発表場所
      Washington D.C., U.S.A.
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミツバチに学ぶ単電子情報処理2016

    • 著者名/発表者名
      田鍋俊彦, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 単電子畳み込みニューラルネットワーク回路2016

    • 著者名/発表者名
      片山 亮, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱雑音導入による単電子連想記憶回路の性能向上の検討2016

    • 著者名/発表者名
      高野 誠, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘菌の挙動を模倣した単電子情報処理回路の設計2016

    • 著者名/発表者名
      里見航汰, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2016年 第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of single-electron 'slime mold' circuit for single-molecule device2015

    • 著者名/発表者名
      K. Satomi, T. Asai, T. Oya
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of nano-electronic neural-network associative memory circuit for single-molecule devices2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takano, T. Asai, T. Oya,
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of thermal-noise-harnessing neuromorphic nano-electronic circuit based on axon of neuron for single-molecule device2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hirashima, T. Asai, T. Oya
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of new logic circuit mimicking soldier crab ball gate for single-molecule device2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hamana, T. Asai, T. Oya
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Functional Nonlinear Nanodevices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Oya
    • 学会等名
      2015 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
    • 発表場所
      City University of Hong Kong
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Thermal-noise-harnessing Single-electron Circuit for Efficient Signal Propagation2015

    • 著者名/発表者名
      R. Hirashima, T. Oya
    • 学会等名
      the 28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単電子箱による連想記憶回路の設計2015

    • 著者名/発表者名
      高野 誠, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 単電子粘菌回路の設計2015

    • 著者名/発表者名
      里見航汰, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱雑音による単電子信号伝送の高速化と評価2015

    • 著者名/発表者名
      平島 諒, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 軍隊ガニの挙動に学ぶ信号入力位置自在な単電子論理回路の構築2015

    • 著者名/発表者名
      浜名良樹, 大矢剛嗣
    • 学会等名
      2015年 第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of slime-mold-inspired single-electron circuit2015

    • 著者名/発表者名
      K. Satomi, T. Asai, T. Oya
    • 学会等名
      14th International Conference on Unconventional and Natural Computation
    • 発表場所
      the University of Auckland
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of nano-electronic neural-network associative memory circuit2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takano, T. Asai, T. Oya
    • 学会等名
      14th International Conference on Unconventional and Natural Computation
    • 発表場所
      the University of Auckland
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 横浜国立大学 大矢研究室 研究業績 紹介ページ

    • URL

      http://arrow.ynu.ac.jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 横浜国立大学 大矢研究室 研究発表業績

    • URL

      http://arrow.ynu.ac.jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 横浜国立大学 大矢研究室 研究発表業績

    • URL

      http://arrow.ynu.ac.jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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