| 研究課題/領域番号 |
19KK0131
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分29:応用物理物性およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
松本 卓也 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50229556)
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| 研究分担者 |
葛西 誠也 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (30312383)
赤井 恵 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (50437373)
谷 洋介 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (00769383)
玉木 孝 京都大学, 工学研究科, 研究員 (90815490)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 分子ネットワーク / ナノ物質 / 走査プローブ顕微鏡 / 神経型情報処理 / リザバー計算 / 確率共鳴 / ネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人工知能の発展とともに莫大な計算資源が必要となり、従来のデジタル計算機とは異なる新しい自然計算の枠組みが模索されている。脳に学び、自己組織的なネットワーク型のナノ物質ネットワークを用いた新しい情報処理の試みが始まっている。
本共同研究計画は、分子、微粒子、ナノ構造体、あるいは異種物質界面など、物質・材料の構造単位が持つ物性をひとつの神経細胞と考え、これらの相互作用を情報伝達経路とするデバイスを形成して、その機能を検証するものである。日本の物質科学者とオランダのナノエレクトロニクス研究者を中心に、分野融合による研究の飛躍的な進展を目指すとともに、俯瞰的な視点を持つ若手研究者の要請に寄与する。
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| 研究成果の概要 |
ナノ物質ネットワークによる神経型情報処理デバイスの構築について、Twente大学（オランダ）、AGH大学（ポーランド）、UCLA(アメリカ）と共同で研究を行った。神経型情報処理の中心となるナノ物質による非線形電気特性について、以下の３つのアプローチで分子物性研究を行った。a)自己組織化Ru錯体単分子膜と金微粒子架橋を用いた分子軌道共鳴トンネリング、b)ボトルネック形成による電界集中を利用した電気伝導性ポリマーグレイン間のホッピング伝導、c)ポリマー中のイオン伝導を利用した電気化学的サイドゲート効果 についていずれも非線形電気特性を得ることに成功した。特にc)について、音声認識実験に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人工知能（AI）の発展とともに、その社会的な重要性はますます大きく深くなっている。しかし、現在のAIは、生物の脳の数学モデルをソフトウェアとして既存のデジタル計算機で実行するものであるので、AIの普及とともに、際限なく計算機資源とエネルギーを消費しつつある。しかし、一方では生物はわずかなエネルギーで高度な情報処理を実際に行っていることから、新たな情報処理の方法論が求められている。本研究は、神経ネットワークの機能をナノ物質で模倣することにより、デジタル計算機に頼らない情報処理が物質で可能であること、即ちインマテリアル計算の可能性を示し、その学理を構築することにある。社会的な意義は大きい。
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