令和５年７月１日
大阪大学
北海道大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
導電性ポリマー立体配線で
脳型コンピューターの実現へ一歩
～３次元ポリマーネットワークへの連想記憶の付与にも成功～
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ポイント
- 電極間ポリマー配線により、３次元的なネットワーク回路を１から構築できることを初めて実証
- 高度なリアルタイム処理を省電力で実行可能な人間の脳を模倣したアナログ脳型コンピューターが注目されているが、実際の脳が持つ３次元構造から乖離しており、ネットワークの高密度化による性能向上が困難であった
- 立体配線された電極間の抵抗制御により、ネットワークを学習させる技術を確立。ネットワークに連想記憶を付与することにも成功した
- 脳のように密な３次元ネットワーク構造を持った、脳構造により忠実な脳型コンピューターおよび３次元配線技術への応用に期待
大阪大学 大学院理学研究科／北海道大学 大学院情報科学研究院の赤井 恵 教授、北海道大学 大学院情報科学院の萩原 成基さん（博士後期課程）らの研究グループは、溶液中で電極に電圧を加えると重合成長する導電性ポリマーの分子細線が立体配線材料として利用でき、さらにこれを用いて脳のように学習可能な脳型コンピューターを実現し得ることを世界で初めて明らかにしました。まるで脳が成長するかのように、溶液中で分子細線が伸長・配線されることで回路が学習し、その結果得られたネットワークに連想記憶を付与することにも成功しました。
これまで導電性ポリマー細線は２次元平面上での配線しか実現されておらず、３次元配線性能については明らかにされていませんでした。
今回研究グループは、既存の微細加工技術を用いて先端が鋭利な立体電極を作製しました。これを避雷針に見立てて電界を先端に集中させることにより、導電性ポリマー細線が３次元的に成長可能であることを実証しました。これにより、脳のように密な３次元ネットワーク構造を持った次世代脳型コンピューターの実現が期待されます。
本研究成果は、米国科学誌「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に、７月１日（土）（日本時間）に公開されます。
本研究は、ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業ＡＣＴ－Ｘ（ＪＰＭＪＡＸ２１ＫＥ）およびＪＳＰＳ 科学研究費助成事業研究（２２Ｊ１０４８７）の一環として行われました。
＜プレスリリース資料＞
＜論文タイトル＞
- “Fabrication and Training of 3D Conductive Polymer Networks for Neuromorphic Wetware”
- ＤＯＩ：10.1002/adfm.202300903
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
赤井 恵（アカイ メグミ）
大阪大学 大学院理学研究科 教授
北海道大学 大学院情報科学研究院 教授
大阪大学 連絡先
Tel：06-6850-6082 Fax：06-6850-5779
E-mail：akaichem.sci.osaka-u.ac.jp
北海道大学 連絡先
Tel：011-706-6874 Fax：011-706-7890
E-mail：akaiist.hokudai.ac.jp
※クロスアポイントメント制度により両大学に在籍。リリース当日は北海道大学連絡先に在室。
※メールはどちらのアドレスでも対応可能です。
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＜ＪＳＴ事業に関すること＞
宇佐見 健（ウサミ タケシ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 先進融合研究グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-6380-9130 Fax：03-3222-2066
E-mail：act-xjst.go.jp
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＜報道担当＞
大阪大学 大学院理学研究科 庶務係
Tel：06-6850-5280 Fax：06-6850-5288
E-mail：ri-syomuoffice.osaka-u.ac.jp
北海道大学 社会共創部 広報課
Tel：011-706-2610 Fax：011-706-2092
E-mail：jp-pressgeneral.hokudai.ac.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp
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