バイオ超越 - 脳神経マルチセルラバイオ計算の理解とバイオ超越への挑戦

文部科学省 科学研究費助成事業 「学術変革領域研究(A)」 2024〜2029年度

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活動報告 - 2026.03.23

応用物理学会春季学術講演会でシンポジウムを開催しました。

 2026年3月17日に東京科学大学で開催された第73回応用物理学会春季学術講演会において、シンポジウム「バイオ・エレクトロニクス・フォトニクスの融合によるニューロモルフィックコンピューティング(Neuromorphic computing at the convergence of biology, electronics, and photonics)」(オーガナイザー:山本、砂田)を開催しました。

シンポジウム「バイオ・エレクトロニクス・フォトニクスの融合によるニューロモルフィックコンピューティング」

当日は、各分野の第一線で活躍する研究者8名を招待講演者として迎え、さらに一般講演3件を含む計11件の講演が行われました。講演では、領域メンバー5名が登壇しました。酒井先生(A02 公募代表)からは、柔軟バイオエレクトロニクスと多点電極アレイを用いた培養神経回路の構造制御および計測技術について発表があり、軸索や三次元神経ネットワークの機能解析に関する成果が示されました。池内先生(A02 公募代表)からは、オルガノイド研究の概要およびBrain Processing Unit(BPU)の概念が紹介されるとともに、大脳オルガノイド同士を接続することで回路構造の機能的変化を誘導する手法や、知的機能の発現に関する結果が報告されました。香取先生(A01-2代表)からは、リザバーコンピューティングに基づく予測符号化モデルが提案され、多感覚統合やノイズ適応を実現する生体的情報処理の計算原理が示されました。酒見先生(A01-3 公募協力・信川班)からは、アナログ・インメモリ計算の数理基盤の整理に加え、非理想性を考慮した設計手法および超低消費電力AIの実現に向けた回路技術が提示されました。齋藤さん(A02-1 山本班・修士)からは、実細胞神経回路を用いたリザバー強化学習系の構築について発表があり、迷路探索タスクを通じてネットワーク規模が学習性能に与える影響が示されました。これらの講演を通じて、理論・デバイス・システムに至る階層的視点を含む、多角的な研究動向が共有されました。

会場には82名、オンラインでは33名が参加し、講演ごとに活発な質疑応答が行われるなど、分野間の相互理解を深める有意義な議論が展開されました。生体神経系の理解からハードウェア実装、計算原理に至るまでの連携の重要性が再認識されるとともに、光・アナログ技術を基盤とした低消費電力化や、生体と人工システムの相互作用を通じた新たな知能創発の可能性が示されました。(文責・砂田哲 (金沢大学)、A02-1 守谷哲 (東北大学))

会場の様子
Program
TimeTitle / Author
13:30-13:35オープニング
山本 英明 (東北大)
13:35-14:00ナノ材料を用いた物理リザバーの構築と知的システム応用の可能性
田中 啓文 (九工大)
14:00-14:25培養神経回路網を理解するための柔らかいバイオエレクトロニクス
酒井 洸児、山田 康博、田中 雄次郎、後藤 東一郎、高橋 陸、水野 陽介、大友 泰輝、稲垣 卓弘、稲葉 謙介、田中 あや (NTT 物性研・NTT BMC)
14:25-14:50軸索配線を介した大脳オルガノイドの機能向上
池内 与志穂 (東大)
14:50-15:15リザバーコンピューティングに基づく予測符号化モデルによる多感覚統合とノイズ適応型神経計算
香取 勇一 (はこだて未来大)
15:30-15:55光発振器ネットワークを用いた組合せ最適化と脳型情報処理への展開
稲垣 卓弘、稲葉 謙介、山田 康博、本庄 利守、生田 拓也、米津 佑哉、風間 拓志、圓佛 晃次、梅木 毅伺、合原 一幸、武居 弘樹 (NTT物性研)
15:55-16:20無線通信システムにおけるリソース選択問題へのレーザカオス意思決定の応用
長谷川 幹雄 (東京理科大)
16:20-16:45クープマン作用素によるニューラルネットワークの線形化と応用
大久保 潤 (埼玉大)
16:45-17:10超低消費電力AIを実現するアナログ・インメモリ計算の数理基盤
酒見 悠介 (千葉工大・東大)
17:25-17:40リザバー計算に基づく強化学習モデルの実細胞実装
齋藤 新、山本 英明、香取 勇一、門間 信明、佐藤 茂雄、平野 愛弓 (東北大)
17:40-17:55再構築可能な入力機構を備えたオンボード非線形アナログネットワークの高速機械学習機実装
広井 賀子、千葉 天翔、松永 大輝、後閑 哲也、田島 凛也、アンテサナ アンドレ (神奈川工科大・慶應義塾大)
17:55-18:10光超次元ベクトル生成に基づく脳型コンピューティング
岩田 卓也、新山 友暁、砂田 哲 (金沢大)
18:10-18:15クロージング
砂田 哲 (金沢大)

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