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ニューロモーフィックなアプローチが拓く極限探査における着陸航法技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04854
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

福田 盛介  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50332151)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードニューロモーフィック / スパイキングニューラルネットワーク / 太陽系探査 / 月着陸 / 画像航法 / イベントカメラ / 着陸
研究開始時の研究の概要

急峻な斜面への着陸や土星圏等の低エネルギーな対象天体への到達など、有人探査が困難で無人機が本質的に活躍する「極限探査」の自在な実現のために、生物的な機能を再現あるいは模倣する「ニューロモーフィック(neuromorphic)」なセンサやプロセッサを探査機の航法技術に導入し、画像処理等のアプリケーションを実装して、高速応答性や低消費電力などの観点で従来技術とは不連続かつ革新的なメリットが得られることを実証する。

研究成果の概要

本研究は、有人探査が困難で無人機が本質的に活躍する「極限探査」の自在な実現のために、生物の脳神経のふるまいを模倣したニューロモーフィックなプロセッシング(スパイキングニューラルネットワークなど)や、視神経を模したニューロモーフィックなセンサ(対象の輝度変化を非同期的に出力するイベントカメラなど)を探査機上の着陸航法処理に導入し、高速応答性や低消費電力などの観点で従来技術とは不連続かつ革新的なメリットを供し得ることを実験的に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物学的なコミュニティにより研究が進められてきたニューロモーフィックな技術を、宇宙探査機のオンボード処理に成功裏に適用した本研究成果は、未踏領域への極限探査を可能にし、人類のフロンティアを開拓することに貢献するという学術的意義のみならず、低リソース動作という観点でニューロモーフィック技術と本質的に親和性のあるアプリケーションを拡大し、IoT分野などの低消費電力での動作が必要となる民生技術/社会インフラへの波及を促進するという点で、社会的な意義も極めて高い。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Initial Study of Neuromorphic Application for Vision-based Navigation2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kariya and S. Fukuda
    • 雑誌名

      Aerospace Technology Japan

      巻: -

    • NAID

      130007840118

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Real-time hazard detection for planetary landing using spiking neural networks2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kinoshita, S. Kimura, and S. Fukuda
    • 学会等名
      33rd International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuromorphic computing for spacecraft’s terrain relative navigation: A case of event-based crater classification task2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kariya and S. Fukuda
    • 学会等名
      2021 IEEE Space Computing Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパイキングニューラルネットワークの時空間符号化性能の向上と宇宙機の着陸における障害物検知への適用2021

    • 著者名/発表者名
      木下英明,木村真一,福田盛介
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Neuromorphic computing for spacecraft’s terrain relative navigation: A case of event-based crater classification task2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kariya and S. Fukuda
    • 学会等名
      The 8th Annual Neuro-Inspired Computational Elements (NICE) workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニューロモーフィックコンピューティングによる宇宙機の地形相対航法におけるクレータ検出の検討2020

    • 著者名/発表者名
      木下英明,木村真一,福田盛介
    • 学会等名
      第64回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] クレータ分類を例としたニューロモ―フィックコンピューティングの宇宙機航法に対する適用2020

    • 著者名/発表者名
      狩谷 和季, 福田 盛介
    • 学会等名
      電子情報通信学会ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of Neuromorphic Application Using Spiking Neural Network for Terrain Relative Navigation2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kariya and S. Fukuda
    • 学会等名
      16th International Planetary Probe Workshop (IPPW-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Module Study of Neuromorphic Application for Vision-Based Navigation2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kariya and S. Fukuda
    • 学会等名
      32th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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