等比的に広範囲レベルの信号検出を可能とする多チャンネルランダムノイズ発生器の開発

开发多通道随机噪声发生器，可实现几何宽范围信号检测

基本信息

批准号：
19K04415
负责人：
高田明雄
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hakodate National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，人間の指がmgからkg重の力の範囲で物体を強い力で握りしめながら同時に微弱な振動を感じることができることを人工的に再現できるような高感度なセンシング技術の基礎を確立することである．すなわち，通常，これを一種類のセンサで代用することは難しいため確率共鳴現象（SR）の応用が考えられる．一方，ヒトの指の体制知覚は神経細胞の刺激検出と神経細胞間の情報伝達機能によるものであることを考えると，信号検出のセンサ部には神経細胞のモデルに相当する回路を設置することが好ましいのではないかという仮説が成り立つ．そこで，2022年度は，神経細胞の簡単な電気回路モデルとして知られる積分発火型回路のノイズ誘起同期について考察した．神経細胞は互いに連携して信号のやり取りを電気的パルスで行っていることから，ノイズ誘起同期について実験および数値シミュレーション両方の手法で考察した．同期させる信号としてホワイトノイズを用い，二つの積分発火型回路はこのノイズが印加されたことによって，確率的にどのように同期，すなわち同時発火するのかを明らかにした．この際，二つの積分発火回路には互いにパラメータのミスマッチがあり，完全に等しい特性を持っている理想的なものではなく，実際に回路を製作した場合には十分に起こり得る現実に近い仕様のものとした．結果として，二つの積分発火型回路間のノイズ誘起同期性能は，回路パラメータのミスマッチの度合いを変数として，定量的に評価できることを明らかにした．一般的に知られているＳＲは，センサのしきい値を超えた場合の入力に応答するという単純なものであるが，積分発火型回路を用いるとセンサ入力を時間積分・積算できるため，ヒトの指の体制知覚を模倣した実際のシステム構築に有用な回路設計が可能になると考えられる．

这项研究的目的是建立高度敏感的传感技术的基础，该技术使人的手指可以人为地再现以下事实，即它们可以在从毫克到kg重量的力范围内用强力固定物体，同时感到振动较弱。换句话说，通常很难用单一类型的传感器代替它，因此可以应用随机共振现象（SR）。另一方面，考虑到人的手指感知是由于神经细胞的刺激检测以及神经细胞之间信号传递的功能所致，该假设认为希望具有与信号检测传感器部分中神经细胞模型相对应的电路。因此，在2022年，我们讨论了噪声诱导的集成发射电路的同步，这被称为神经元的简单电路模型。由于神经元相互相互作用，并与电脉冲交换信号，因此使用实验和数值模拟方法检查了噪声诱导的同步。使用白噪声作为要同步的信号，我们已经澄清了两个积分触发型电路如何随机同步，即同时发射，当应用此噪声时。在这种情况下，两个积分射击电路具有不匹配的参数，并且不是完全相等的特征，而是被设计成接近现实，当电路实际制造时可以充分发生。结果，我们透露，可以使用电路参数中的不匹配度作为变量来定量评估两个积分触发型电路之间噪声诱导的同步性能。当超过传感器阈值时，众所周知的SR对输入很简单，但是使用积分启动电路可以使传感器输入的时间集成和集成，这是可以设计用于模仿人手指系统感知的实际系统有用的电路。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

周期的強制外力によって駆動された振り子システムにおけるカオス的ランダム発振のスペクトル

周期性强迫外力驱动的摆系统中混沌随机振荡的频谱

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroji Masuda;Biswajit Biswas;高田明雄，　坪根正
通讯作者：
高田明雄，　坪根正

A numerical study of simultaneous firings in integrate-and-fire circuits with common trigger pulses transformed from white noise

白噪声转换的公共触发脉冲积分触发电路同时触发的数值研究

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
Proceedings of The 11th IIAE International Conference on Industrial Application Engineering 2023
影响因子：
0
作者：
Akio Takada;Shota Nakayama;and Tadashi Tsubone
通讯作者：
and Tadashi Tsubone

Synchronization characteristics of integrate-and-fire oscillators induced by a common signal generated from white noise

由白噪声产生的公共信号引起的积分激发振荡器的同步特性