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ETRI、グラフェンと光通信技術を融合して光シナプス模倣素子を開発

人間のように記憶し考える光コンピューティングが可能に


大徳所在のETRI(韓国電子通信研究院)はグラフェンと光通信技術を融合して光シナプス模倣素子の核心技術を開発したと3月1日に発表した。

人間の脳は記憶の部分と演算の部分が共存している。一方コンピュータは記録の部分と演算器が分離されている。したがって人間の脳のようにコンピュータの記録と演算部分を共存させれば情報伝送時に計算まで同時に行い迅速に送ることができる。

研究チームは人間の脳構造の長所をそのまま生かすために電気的、光学的刺激により光スイッチング素子の履歴現象を制御することに集中した。研究チームは電気的な方法により抵抗を変えながら信号を与えると抵抗を認識して計算が可能なようにした。だが回路が複雑になると干渉が生じて集積度を高めるのに限界が生じることが分かった。

次に光学的に接近した。電気回路を光回路に変え、これにより光抵抗性メモリが作られた。特に履歴現象を活用して光の多様な波長による演算も可能にした。

本技術の開発により研究チームはグラフェンの上に伝導性液体の一種であるイオンジェルを塗布した。そして垂直方向に光信号を送り電源を切っても情報が維持されるようにした。イオンジェルの内部にある電子またはホールが電源が切れてもグラフェン内に捉えられて形状を記憶するように出力情報を維持できるようにするため。

研究チームの作った光メモリ素子の大きさは20㎛×20o程度。今後数百ナノメートル(㎚)の水準で製造してこれをチップの形に集積する計画という。こうして情報伝送が目的である光通信にチップの形で内蔵されて計算しながら同時に情報を送れるようになるになる見通し。すなわち光シナプスコンピューティング、神経模倣光コンピューティングが可能になる。

光シナプス模倣素子はチャンネル間の干渉がなく消費電力が低い。また光の多様な波長を使用できるので同時多発的な演算が可能。光シナプス模倣素子基盤の神経模倣光コンピューティング技術は既存の電気的シナプス模倣素子に比べて低い干渉、低い消費電力、高い集積度と速い反応速度を提供できるものと期待される。

研究に当ったETRIバイオ医療IT研究本部のキム・スンファン本部長は「開発した光シナプス模倣素子を既存の超高速光通信技術と融合して生物学的な脳の機能を人工的な光学技術で模倣する神経模倣光コンピューティング技術の開発につなげたい」と話している。

研究成果は米国化学会のナノ分野の国際学術誌『AMI』電子版に2月17日付で掲載された。






[2018-03-05]

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