2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15700250
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
平塚 眞彦 仙台電波工業高等専門学校, 助手 (80331966)
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| Keywords | 分子コンピューティング / 分子コンピュータ / 分子デバイス / バイオコンピュータ / バイオチップ / バイオ素子 / 並列コンピューティング / 集積回路 |
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| Research Abstract |
本研究課題では,無配線分子コンピューティングの可能性を理論と実験の両面から検証することを目的とする.本年度は集積回路工学の観点から,人工触媒素子による無配線集積回路のプロトタイプ試作に関する基礎研究を行った.おもな成果は以下の通りである.
1.人工触媒素子のモデルを定式化した.本素子は,溶液中の特定の反応を選択的に触媒し,その触媒活性が特定のエフェクター濃度の非線形関数として変化するものとする.計算機シミュレーションを通して,分子回路を人工触媒素子の反応ネットワークとして合目的に構成するための設計法を新たに検討した.その結果,人工触媒素子モデルに基づいて,現在のVLSIと質的に等価な回路機能をまったく配線を用いずに実現できることが明らかになった.
2.人工触媒素子そのものを生体分子等で修飾されたマイクロ電極デバイスによって実現する方式を実験的に検討した.将来的には人工触媒素子を集積化し,配線によらない超並列処理を実行する新しい集積回路が実現できると考えられる.このような"wet"な系を利用する集積回路の本質的な特徴は,物質濃度の時空間パターンに情報をコーディングすることにより,反応-拡散ダイナミクスを利用した超並列処理が可能になる点にある.そこで,まず可逆なレドックス分子(キノン/ヒドロキノン)を情報担体として,その生成・消滅を多数のマイクロ電極デバイス(Pt)で制御することにより,目的に応じた反応拡散場が人工的に形成できることを実験的に検証した.2次元マイクロ電極アレーならびにその制御回路を新たに試作し,人工的に制御された2次元の反応拡散場が創出できることを実験的に実証することに成功した.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] M.Hiratsuka, T.Aoki, H.Morimitsu, T.Higuchi: "Implementation of a redox microarray : an experimental model for future nanoscale biomolecular computing using integrated circuits"IEE Proceedings - Nanobiotechnology. Vol.150 No.1. 9-14 (2003)
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[Publications] 池田茂, 平塚眞彦, 青木孝文, 樋口龍雄: "人工触媒素子に基づく画像処理の検討"2003年電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ大会講演論文集. A-2-9. 41 (2003)
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[Publications] 平塚眞彦, 青木孝文, 樋口龍雄: "次世代分子コンピューティングを目指して"ケミカルエンジニヤリング. Vol.49, No.1. 30-34 (2004)
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[Publications] 平塚眞彦, 池田茂, 青木孝文, 樋口龍雄: "分子コンピューティング集積回路のための多チャンネルポテンショスタットの試作"2004年電子情報通信学会総合大会講演論文集. SC-11-8. S-66-S-67 (2004)
