時空間知能情報処理を実行するイオン伝導体ハードウェアの創成

创建执行时空智能信息处理的离子导体硬件

• 批准号: 21K19797
• 负责人: 大野 武雄
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19797/
• 关键词: 知能情報処理

本研究課題の目的は、イオン伝導現象に基づいて動作する時空間の概念を取り入れた新しい知能情報処理ハードウェアを創成することである。研究代表者はこれまでに、イオン伝導体材料自身が電気信号の入力頻度を自己判断して出力する「無機シナプス」動作を報告している。この動作の大きな特徴として情報の判断と記憶を同時に行える点を挙げることができ、これは非ノイマン型コンピュータの開発を推し進めると考えられる。当該年度は、作製するハードウェアに必要な空間的な概念に注目し、イオン伝導によって成長する導電性フィラメントがマクロサイズとなるようなデバイス構造を検討した。マクロサイズのフィラメントは金属酸化膜中で成長するように設計および試作を行い、電圧印加によって電極間にフィラメントが成長することを確認する電気計測実験を行った。その結果、通常の抵抗変化型メモリで必要となる電圧値よりも一桁以上大きな値を用いることで、マクロサイズのフィラメント形成を確認した。また、フィラメントの形成と消滅が繰り返し行えることも確認した。これらの結果を用いることで、実デバイス中で単細胞生物の手足の動きを模倣することが可能になると考えられる。

该研究主题的目的是创建一个新的智能信息处理硬件，该硬件结合了基于离子传导现象的时空操作概念。主要研究者先前已经报告了“无机突触”操作，其中离子导体材料本身决定了电信号输入的频率并输出它们。此操作的主要特征是可以同时判断和存储信息，这被认为可以促进非Neumann计算机的开发。在今年，我们专注于制造硬件所需的空间概念，并检查了由离子传导生长的导电细丝的设备结构。设计并原型设计了宏大小的细丝，以在金属氧化物膜中生长，并进行了电测量实验，以确认通过施加电压在电极之间生长丝。结果，可以通过使用大于大于正常电阻可变内存所需的电压值的值大于数量级的值来实现宏大小丝的形成。还可以确定会形成细丝并反复消失。使用这些结果，可以认为可以模仿真实装置中单细胞生物的四肢运动。

项目成果

抵抗変化型メモリにおける周期的電圧パルスの入力応答

电阻变化存储器中周期电压脉冲的输入响应

• 发表时间: 2021
• 作者: 三重野真司;大野武雄;亀井康平
• 通讯作者: 亀井康平

マイクロメートルスケール金属フィラメントの成長と消滅

微米级金属丝的生长和消亡

• 发表时间: 2022
• 作者: 高下玄揮;大野武雄
• 通讯作者: 大野武雄