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2次元光双安定素子を用いたソリッドステートナチュラルコンピューティング

研究課題

研究課題/領域番号 26540129
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

礒島 隆史  国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (40271522)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード光双安定素子 / 波面伝播 / ポジティブフィードバック / 相転移 / 熱拡散方程式 / 有限要素法 / 迷路探索 / 双安定素子 / 時空間パターン
研究成果の概要

本研究では、ナチュラルコンピューティングの新たな実現法として、二次元的な広がりを持つ熱型光双安定素子における波面伝播を用いることを提案した。光をエネルギー源として動作する固体素子を用いるということでソリッドステートナチュラルコンピューティングと呼称する。その基本動作を有限要素法による数値シミュレーションと液晶を用いた試作素子による実験で確認し、迷路探索動作を実証した。この素子では、これまで真性粘菌のみで実現されていた縮退モードを、非生物系人工素子では初めて実現した。さらに外部フィードバックによる高機能化を検討し、不応フィードバックによりパルス化が可能であることを明らかにした。

報告書

(5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
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Control of wavefront propagation in two-dimensional bistable system2017

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)

      巻: 1 ページ: 271-274

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ナチュラルコンピューティングの光システムによる実装2015

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史, 青野真士
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 43 ページ: 353-358

    • NAID

      130007957132

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional optical bistable device with external feedback for pulse propagation and spatio-temporal instability2014

    • 著者名/発表者名
      T. Isoshima, Y. Ito
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)

      巻: 1 ページ: 625-628

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 光デバイスを用いたナチュラルコンピューティング2017

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史:
    • 学会等名
      第12回理研「バイオものづくり」シンポジウム
    • 発表場所
      埼玉県和光市
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 迷路探索に向けた2次元光双安定素子における波面伝播2017

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史:
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島県徳島市
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of wavefront propagation in two-dimensional bistable system2017

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 学会等名
      The 2017 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Organic Optical Bistable Device for Maze Exploration by Wavefront Propagation2017

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 学会等名
      International Conference on Polymers and Advanced Materials (POLYMAT2017)
    • 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] Wavefront Propagation in Two-Dimensional Optical Bistable Device for Maze Exploration2017

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 学会等名
      XXXVII Dynamics Days Europe (DDE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元光双安定素子による迷路探索2017

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史
    • 学会等名
      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] (チュートリアル)ナチュラルコンピューティングと迷路探索2017

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史
    • 学会等名
      レーザー学会第23回「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」専門委員会研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 空間的広がりを持つ光双安定素子における波面伝播の三次元有限要素法シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史:
    • 学会等名
      第2期第7回(通算23回)レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」専門委員会研究会
    • 発表場所
      沖縄県石垣市
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Wavefront Propagation in Two-Dimensional Optical Bistable Device under Patterned Light Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Isoshima T.
    • 学会等名
      XXXVI Dynamics Days Europe 2016 (DDE2016)
    • 発表場所
      Corfu, Greek
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次元光双安定素子の試作と波面伝播実験2016

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台
    • 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] 空間的広がりを持つ光双安定素子の試作と波面伝播実験2015

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史
    • 学会等名
      第2期第3回(通算16回)「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」研究会
    • 発表場所
      宮古島
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Wavefront propagation in two-dimensional optical bistable devices: introduction of external feedback toward chaos and spatio-temporal instability2015

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 学会等名
      6th International Symposium on Chaos Revolution (6th ICR) / CodeBali 2015
    • 発表場所
      Bali, Indonesia
    • 年月日
      2015-09-23
    • 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] Wavefront Propagation in Two-dimensional Optical Bistable Device2015

    • 著者名/発表者名
      Isoshima, T.
    • 学会等名
      XXXV Dynamics Days Europe 2015
    • 発表場所
      Exeter, UK
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間的広がりを持つ光双安定素子における波面伝播と外部フィードバックによる時空間不安定化2014

    • 著者名/発表者名
      礒島隆史
    • 学会等名
      レーザー学会第11回「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」専門委員会
    • 発表場所
      宮古島
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional optical bistable device with external feedback for pulse propagation and spatio-temporal instability2014

    • 著者名/発表者名
      T. Isoshima, Y. Ito
    • 学会等名
      2014 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2014)
    • 発表場所
      Luzern, Switzerland
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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