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| 神経情報処理講座 助教 |
| 博士（工学） 中田 一紀
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半導体集積デバイスによる非線形振動子回路の協同現象の物理的機構の解析とその機能的役割の工学的応用について研究を行っています。協同現象は微視的な要素が相互作用することによって巨視的な効果として現れるものですが、雑音誘起現象は、本来は信号検出や信号伝達にとって妨げとなる雑音が積極的な役割を果たし、信号対雑音比や信号伝達特性、情報伝送量を向上させるパラドキシカルな協同現象のひとつです。生体における雑音誘起現象の機能的役割に着目し、その物理的機構を半導体集積回路上の非線形振動子回路として実装し、半導体集積化学センサへの応用を試みています。また、視覚画像処理における非線形振動子の協同現象について、モデリングと集積回路実装の両面から研究を進めています。
現在は、さらにそれらの研究を進展させるとともに、デバイスモデリングによるデバイスとアーキテクチャをつなぐ分野融合的なアプローチの開拓に取り組んでいます。従来の集積回路設計では、デバイスの非線形特性を動作点近傍での線形化により近似し伝達関数を導出して周波数領域で設計する手法が主流でしたが、そのような標準的なシステム的手法に加えて、デバイスの大域的な動作そのものをモデリングして時間領域でのダイナミクスに基づいて設計する手法が確立されつつあります。シリコンナノデバイスの応用に向けて、時間領域での回路設計手法は、デバイスの非線形特性を効果的に利用できるという利点がありますが、デバイスモデリングの技術に大きく依存します。また、新機能回路アーキテクチャの構成素子を考えるうえでデバイスの非線形特性をモデリングすることはとても重要です。そこで、デバイスモデリングの観点からボトムアップ的にデバイスから回路設計につなげる研究を進めていくとともに、トップダウン的にデバイスに要求される非線形特性について探究していきたいと考えています。
将来的には、ナノデバイスのデバイスモデリングの知見を効果的に利用した非線形振動子回路の協同現象の応用について研究を進めていきたいと考えています。そしてその実現に向けて、研究の体系化を進展させたいと考えています。
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