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2021 年度 研究成果報告書

ナノ物質界面ネットワークを計算資源とした脳神経回路型マテリアル知能の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 20K22485
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
研究機関九州工業大学

研究代表者

宇佐美 雄生  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 助教 (60878437)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワードリザバー演算 / 光応答素子 / 金属酸化物
研究成果の概要

本研究は、自己組織的に組みあがるナノ物質ネットワーク界面の持つ電気的な特性を抽出し、揺らぎを駆動力としたリザバー演算を実行することを目的として、光応答性の強い物質であるα-Fe2O3/Ti-Bi-Oナノ粒子複合体を用いてリザバー演算を実装した。構造解析の結果からナノ粒子の形成を確認し、光照射により電流値が上昇し、界面におけるイオン伝導が支配的であることを明らかにした。さらに代表的なベンチマークである波形生成タスクの結果、一定量の光照射により電流ノイズ量を最適化することで波形予測精度が上昇することを見出した。以上の結果から、光照射による揺らぎによるリザバー演算性能の制御に成功した。

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、光応答材料を演算部に組み込むことで、外部からの光刺激により電流ノイズの量が最適化され、演算機能が制御可能となることを見出した。本研究の進展により、ノイズや揺らぎといったこれまで演算機能向上の妨げとなっていたものを逆に活用する、真に脳機能を模倣した演算処理の実現が期待される。

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公開日: 2023-01-30  

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