非線形力学系理論に基づく超低消費電力非同期順序回路人工内耳モデルの設計手法の確立

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本研究では、超低消費電力非同期順序回路人工内耳モデルの設計と実装及び実機実験を行う。本研究は、既存手法との比較を通して提案人工内耳モデルが消費電力や回路実装の観点で優れていることを示すことを目的とし、より効率の良い人工内耳回路の開発へ向けた基礎研究と位置づけられる。2021年度は主に次の2つのテーマに取り組んだ。（1）非同期式順序回路で実装される内耳モデルが呈する結合音現象に関する研究：これまでの研究では、内耳モデルの純音入力に対する非線形応答特性の調査に取り組んできた。当該年度では、内耳モデルの複合音入力に対する非線形応答特性の調査に取り組んだ。生物の耳は、異なる周波数成分を有する二音を聴取すると、それらの周波数成分の和の音や差の音を知覚できることが知られている。これらの音は結合音とよばれ、本研究では結合音現象を呈する非同期式順序回路内耳モデルを提案した。また、提案内耳モデルが従来のモデルに比べて高効率にハードウェア実装できることを示した。（2）非同期式順序回路で実装される位相発振器の結合系に関する研究：これまでの研究では、単一の非線形発振器による蝸牛のモデル化に取り組んできた。当該年度では、これらの発振器の結合系による蝸牛のモデル化を目標とした、非同期式順序回路で実装される位相発振器の結合系に関する予備的研究に取り組んだ。本研究では、非同期式順序回路で実装される位相発振器の結合系に基づいたCPGモデルを提案し、位相振動子の状態変数を非同期的に状態更新させることで、所望の歩行パターンをあらわす解が支配的になる場合があることを示した。