人間の網膜を模倣し目の錯覚も再現した人工視覚イオニクス素子をNIMSが開発

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国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)は、10月11日、固体中のイオンの移動とイオン間の相互作用を利用して動作する人工視覚イオニクス素子の開発を発表した。人間の網膜の神経細胞を模したもので、明暗、色、形の境界線を強調して感じることができる機能(側抑制)を、ハードウェアのアナログ信号処理だけで再現することに成功した。

近年、人間の知覚原理を応用したセンサーのやアナログ情報処理システムの研究が進められているが、これまではソフトウェアで高度な処理を行うものが多く、専用の処理モジュールや複雑な回路が必要となり、システムのサイズも消費電力も大きくなる傾向にある。

人間の目は、網膜で捉えた光の信号を脳内に伝え、さまざまな処理が行われることによって物を見ることができる。網膜には、外から入ってきた視覚情報の中の光のコントラスト、色、動きなどを、神経細胞間の高度な相互作用により認識、識別する細胞が埋め込まれている。NIMSは、この相互作用をハードウェアだけで再現できれば、ソフトウェア処理に伴う大規模なプログラミングや回路を必要とせず、小型で省電力な人工知覚システムができると考えた。そうして人工視覚イオニクス素子が生まれた。

この研究では、人工視覚イオニクス素子が明暗のコントラストによる輪郭の抽出、つまり「明暗の錯視」を模倣できることを実証したが、人の目には、傾き、大きさ、色、動きなどによる錯視もある。この素子には、これらの錯視も模倣できる可能性があり、NIMSでは、集積化や受光回路などと統合することにより、さらに人間の網膜に近い機能を持った視覚センシングシステムの開発を目指すという。

人間の網膜を模倣し目の錯覚も再現する人工視覚イオニクス素子をNIMSが開発

人間の網膜を模倣し目の錯覚も再現する人工視覚イオニクス素子をNIMSが開発