ナノマテリアルを用いた大気下で最適駆動可能な演算ハードウェア素子の創製

使用纳米材料创建可以在大气中最佳运行的计算硬件元件

基本信息

  • 批准号:
    21K14527
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

近年脳機能の動作原理をナノ材料ネットワークの電荷移動を用いて模倣し、効率的な演算処理を行うシステムが注目されている。電気化学現象は脳内の神経回路の信号伝達に用いられており、ナノ材料を用いた演算システム駆動に向けた有力な候補である。前年度までの研究により、大気環境中におけるナノマテリアルの電荷移動の活性化は大気中からの湿気の影響でイオン由来の電荷移動が促進されたことに起因することわかり、これを用いることで高い演算性能が発揮されることを明らかにした。そのため2022年度では、外部から注入されたイオン由来の伝導によって駆動する演算素子の性能向上を目指し、①入力信号へのノイズ注入による演算性能向上及び②演算素子をデータ拡張素子に用いてニューラルネットワークと組み合わせた高演算機能化を行った。①入力信号に摂動を与えると学習結果が向上するという報告は、ソフトウェアシミュレーションによって多くなされているものの、ナノマテリアルを用いた演算ハードウェア素子では検討されていなかった。本研究では検討材料として酸化鉄とビスマス-チタン酸化物の複合体ナノ粒子を作製し、水中下でリザバー演算素子として動作させ、演算性能を入力ノイズの有無で比較した。②データ拡張は機械学習の性能向上に用いられ、元データを変形してデータ数を仮想的に増やす手法である。ソフトウェアを用いた機械学習における分類性能向上に必須を手法であるため、本研究ではデータ拡張を演算ハードウェア素子で表現可能かどうか、演算素子にポリアニリンスルホン酸を用いて音声分類及び画像分類を用いて検討した。
In recent years, the principle of operation of functional materials, the application of charge transfer, and the calculation of efficiency have attracted much attention. Electrochemical phenomena are used in signal transmission in the neural circuit, and materials are used in calculation. The study of the previous year showed that the charge transfer in high temperature environment was promoted by the influence of humidity. In 2022, the performance of the algorithm element was improved by external injection, the performance of the algorithm element was improved by input signal injection, and the performance of the algorithm element was improved by combination. 1. The input signal is "active" and the learning result is "up". The report is ". The report is" up ". The report is". The report is "up". The report is ". In this study, we compared the properties of iron and iron compounds, including the properties of particles, the properties of elements, and the properties of particles. 2. The performance of mechanical learning is improved by changing the number of elements. In this study, we investigated the application of sound classification and portrait classification in the field of computer science.

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reservoir performance evaluation using noise control by light irradiation
利用光照射噪声控制进行油藏动态评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Masaya Hakoshima;Yuki Usami;Takumi Kotooka;Hirofumi Tanaka
  • 通讯作者:
    Hirofumi Tanaka
演算デバイス、並びに、それを学習させる学習方法および学習装置
算术装置、学习方法及其学习装置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Developing material reservoir computing device using organic material
利用有机材料开发材料库计算装置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yusuke Nakaoka;Takumi Kotooka;Yuki Usami;Hirofumi Tanaka
  • 通讯作者:
    Hirofumi Tanaka
ポリアニリンネットワークの電気化学的物理リザバー演算機能創製
聚苯胺网络电化学物理储层计算函数的创建
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    宇佐美 雄生;Wilfred van der Wiel;松本 卓也;田中 啓文G1104
  • 通讯作者:
    田中 啓文G1104
In-Materio Reservoir Computing in a Sulfonated Polyaniline Network
  • DOI:
    10.1002/adma.202102688
  • 发表时间:
    2021-09-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Usami, Yuki;van de Ven, Bram;Matsumoto, Takuya
  • 通讯作者:
    Matsumoto, Takuya
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  • 通讯作者:
    紀ノ定保礼・小林隆史・篠原一光
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  • 影响因子:
    0
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  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    齋藤 竜也;君塚 紘喜;宇佐美 雄生;安藤 潤人;田中 啓文;野間 春生
  • 通讯作者:
    野間 春生
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
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  • 作者:
    宇佐美 雄生; 川嶋 悠哉;福丸 知世;三坂 朝基;琴岡 匠;大塚 洋一;内藤 泰久;大山 浩;田中 啓文;松本 卓也;佐伯総太
  • 通讯作者:
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知道了