| 研究課題/領域番号 |
17K05037
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
笠井 克幸 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (90359084)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | バクテリオロドプシン / ガボールフィルタ / 光受容タンパク質 / インクジェットプリンタ / 光センサー / バイオエレクトロニクス |
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| 研究実績の概要 |
高度好塩菌から得られる光受容タンパク質バクテリオロドプシン（ｂＲ）は動物の視物質に類似した機能を有し、ｂＲに光を照射すると時間微分応答の光電流が得られる。本研究課題ではｂＲタンパク質をインクジェットプリンタにより基板上に直接パターン形成し、かつ膜厚コントロールを行う技術を開発することを目的とする。さらに、このパターン形成技術を用いて視覚野にある単純型細胞の機能を模倣するガボールフィルタ空間特性を取り入れた光センサーを構築し、高機能視覚情報デバイスの研究開発を行う。従来のデジタルシステムでは画像と空間フィルタのたたみ込み演算に膨大な処理と時間を要していたが、ｂＲセンサー自身で演算が可能となり、リアルタイム性を必要とするロボットの運動制御、IoTにおける高機能センサーとしての応用が期待できる。本年度は、２次元ガボール関数の実部（cos型）を興奮領域９層と抑制領域６層で、虚部（sin型）を興奮領域８層と抑制領域８層で多値化したガボールフィルタ型光センサーの設計と作製を行った。作製した光センサーにプロジェクタを用いてスリット状の光を照射走査しながら光電流を測定した結果、cos型とsin型ガボール関数の特徴を示す信号が得られた。また、レーザー光（波長568nm)を強度変調して照射し、自動ステージで光センサーを動かしながら得られた信号をロックインアンプで検出するシステムを構築した。これにより、設計したガボール関数と実験結果の比較評価を詳細に行うことができた。これらの研究成果については、国内の学会等で発表報告した。2018年度材料技術研究協会討論会においては、口頭講演奨励賞を受賞した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
２次元ガボール関数の実部（cos型）を興奮領域９層と抑制領域６層で、虚部（sin型）を興奮領域８層と抑制領域８層で多値化したガボールフィルタ型光センサーを順調に作製することができた。作製した光センサーを評価した結果、設計したガボール関数にほぼ近い特性が得られていることが分かった。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発したガボール型光センサーの各種パラメータに対する評価と最適化を行い、改良と小型化及びアレイ化の検討を行う。得られた実験データの分析と最終成果のまとめを行い、研究成果を国内学会・国際会議等にて報告するとともに、研究成果の投稿を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
実験で使用する透明電極基板等の消耗品を購入予定であったが、予想していたほどは消耗しなかったため購入を次年度に繰り越すこととした。
（使用計画）
次年度、透明電極基板等の消耗品費用として使用する計画である。
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| 備考 |
2018年度 材料技術研究協会討論会 口頭講演奨励賞受賞
長谷川裕之、佐野由佳、笠井克幸、山田俊樹、田中秀吉、岡田佳子、大友明「インクジェット法によるバクテリオロドプシン視覚情報処理デバイスの作製」
受賞年月日：2018年12月1日
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