目と脳を模倣し色も識別する、自己給電可能な光電子デバイス　理科大が開発

東京理科大学は、色素増感型太陽電池を応用して脳のシナプスを模倣し、外部からの光刺激に応じて、過去の情報を保持しながら出力特性が穏やかに変化する特徴を持った“新しい光電子デバイス”の開発に成功したと6月2日に発表した。

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  今回開発された光電子デバイスを物理リザバー計算システム(PRCシステム)の一部として用い、色分けされた人間の動きを分類するタスクの実行結果
  (出所:理科大Webサイト)

同成果は、理科大大学院 先進工学研究科 電子システム工学専攻の小松裕明大学院生、同・細田乃梨花大学院生(研究当時)、理科大 先進工学部 電子システム工学科の生野孝准教授らの研究チームによるもの。詳細は、英オンライン総合学術誌「Scientific Reports」に掲載された。

近年、多くの分野で映像情報を基にリアルタイムで状況判断などを行う「マシンビジョン技術」の高性能化が求められている。しかし、従来のシステムは、大容量の映像データをメモリに蓄積し、プロセッサで処理・解析するという工程を経るため、高い消費電力、データ転送負荷、応答速度の制約といった課題を抱えていた。特に、末端のセンサ部(エッジデバイス)でのリアルタイム処理には限界があった。

そこで注目されるのが、脳のシナプスのように入力に対して記憶的に応答しながら信号処理を行う「人工シナプス」型デバイスだ。なかでも、光刺激に応答して電気信号を生成する「光電子人工シナプス」は、視覚情報の取得とその場での処理を一体化できることから期待されている。しかし現状では、外部電源の必要性、出力信号の弱さ、色の識別性能も限定性など、複数の技術的課題が残されていた。

そこで研究チームは今回、色素増感型太陽電池(DSSC)をベースに自己発電機能を持ち、色に応じた出力変化を行う新しい光電子デバイスを開発することにしたという。