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MEMS共振器を用いたリザバーコンピューティング

研究課題

研究課題/領域番号 21F20799
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関京都大学

研究代表者

土屋 智由  京都大学, 工学研究科, 教授 (60378792)

研究分担者 MEFFAN ROBERT CLAUDE  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードReservoir Computing / Surface Acoustic Wave / Phase modulation / Noise resiliency / Neuromorphic computing / noise resiliency / neuromorphic computing
研究開始時の研究の概要

本研究ではMEMS共振器を用いた物理リザバーコンピューティングの可能性について検討します。リザバーコンピュータ(RC)はニューラルネットワークの一種で非線形あり、ランダムなリザバーネットワークを構成することで時間データなどの解析応用においてネットワーク構成のための計算コストを低減します。MEMS技術を用いたリザバーは実用的で、かつ、センサと一体化可能であり有用です。ここでは単結晶シリコンのマイクロ、ナノ機械の非線形共振器をリザバーとして用いることを目指して,単一の共振器の非線形性について解析し、その非線形領域を利用したリザバーの構築技法についての検討を行います。

研究実績の概要

The goal of this work is to examine if the time-multiplexed reservoir computing strategy can enable non-linear processing for SAW devices. If this is shown to be possible, it would allow high performance real-time learning to be performed on a substrate 10^5 times smaller than competing optical implementations. This would allow high performance implementations of reservoir computer to be added to lightweight and portable devices.
To evaluate the research proposal, custom Surface Acoustic Wave resonators are to be fabricated, and new experimental apparatus designed and implemented. A range of SAW resonators, and other SAW devices are designed, and intended to be tested. The fabrication is possible through use Kyoto University and the Nano-hub’s equipment.
Following successful fabrication of the SAW devices, the reservoir computing system can be tested by designing and building supporting apparatus.
The resulting reservoir computer can then be compared to other implementations through the application of well-established reservoir computing benchmark tasks, which will allow direct comparison of one technology to another. In this case, we select the binary parity task.
A SAW resonator reservoir computer has been successfully implemented, using electronic memory in place of a SAW delay line. This is the first demonstration of a reservoir computer using a SAW devices, and can pave the way to a fully integrated delay line reservoir computer at a physical size which is practical for use in portable electronics.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022 その他

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

  • [雑誌論文] Non-linear processing with a Surface Acoustic Wave reservoir computer2023

    • 著者名/発表者名
      Claude Meffan, Taiki Ijima, Amit Banerjee, Jun Hirotani, Toshiyuki Tsuchiya
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A non-linear SAW resonator as a reservoir computing node2022

    • 著者名/発表者名
      Claude Meffan, Amit Banerjee, Jun Hirotani, Toshiyuki Tsuchiya
    • 学会等名
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE 2022), Nagoya, Japan, Aug. 28-31, 2022, A2-2-03.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] SAW Devices for Reservoir Computing

    • URL

      https://www.nms.me.kyoto-u.ac.jp/en/saw-reservoir/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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