液晶ウイルスにおけるキラリティー伝達の研究 キラリティー（chirality）は自然界に広く存在する現象であり、生物学、化学、物理学、材料科学など多くの分野で重要な影響を与えています。しかし、ナノスケールの構成要素からマクロな螺旋構造へのキラリティー伝達のメカニズムは依然として未解明のままです。本研究では、細長いウイルスがキラリティー液晶相において自己組織化する過程を調査し、キラリティー伝達の鍵となるメカニズムを明らかにしました。著者は、電荷表面モードとウイルスの主鎖の螺旋変形がどのように相互作用し、ウイルス液晶相の螺旋構造を形成するのかを詳細に探求しました。 研究背景 液晶相におけるキラリティー伝達は、多くの分野で重要です。例えば、不対称炭素原子を持つキラル分子から有序螺旋超構造やキラルブ...
不確実性を伴う分数階反応拡散メモリスタ神経ネットワークにおけるスライディングモード制御の応用 近年では、さまざまな分野で神経ネットワークの応用が広がる中、その制御と安定性の研究も注目を集めています。分数階(fractional-order, FO)メモリスタ神経ネットワーク(memristor neural networks, MNNs)は、生物の神経シナプスを模倣できるという特徴から、情報処理や学習などの面で独自の優位性を示しています。しかし、MNNsの応用にはシステムの不確実性、信号伝達の遅延、および複雑な時空間進展特性など、さまざまな課題があります。これらの要因はネットワークの不安定性や性能低下を引き起こす可能性があります。したがって、これらの問題を解決するための強いロバスト性を持つ制...
背景と研究動機 物理学において、流体の動きを理解することは、我々の環境を理解し、そこにどのように相互作用するかを理解するために不可欠です。しかし、従来の流体シミュレーション方法は高い計算要求のため、実際の応用において限界があります。近年、物理学駆動のニューラルネットワークは、複雑な自然現象を理解するための有望なデータ駆動型方法と見なされています。本論文の著者はスムースパーティクルハイドロダイナミクス（SPH）法に触発され、流体シミュレーションにおける全体制御と物理法則の制約との間のバランスの問題を解決するため、注意機構に基づく二重パイプラインネットワーク構造「DualFluidNet」を提案しました。 論文情報の出典 本論文は西安交通大学ソフトウェア工学学院のYu Chen、Shuai Zh...
異種ホップフィールド神経ネットワークの研究：適応型活性化関数とメモリスタの結合による動的挙動解析 本研究は神経ネットワークにおける非線形要素がシステム動的挙動に与える影響を探討するものである。特に活性化関数とメモリスタ（memristor）が非線形要素として、カオスシステムの構築やシナプス行動の模擬に用いられることが多い。ホップフィールド神経ネットワーク（Hopfield Neural Network, HNN）は、その独特なネットワーク構造と複雑な脳様動態を生成する能力から、広範な注目を集めている。また、現在の研究は多くが固定活性化関数を使用した神経細胞のシステム動態への影響に集中しているが、異種の活性化関数組み合わせの研究は少ない。 本文は中華 王、春輝 梁、権利 鄧が執筆し、それぞれ湖...
空間-周波数手がかりの発掘方法による低照度RGB-Tシーンにおける顕著な目標検出 顕著な目標検出（Salient Object Detection, SOD）はコンピュータビジョンの分野で重要な位置を占めており、その主な任務は画像中で最も視覚的に魅力的な領域や物体を識別することです。この数十年で、SODモデルは正常な照明環境下である程度の進展を見せましたが、低光環境下では依然として厳しい課題に直面しています。低光環境下では、フォトンの不足により画像の詳細が欠落し、SODの性能が著しく影響を受けるためです。この課題は特に、インテリジェント監視や自動運転などの実際の応用において際立っています。 近年、RGB-T（可視光と熱赤外画像）システムは低光条件下で熱赤外の不変性という特性ゆえに、ますます多...
異質共存アトラクター、大規模振幅制御および中央サイクリックメムリスタ神経ネットワークの有限時間同期 学術的背景 メムリスタは、脳のシナプスに似た記憶性と非線形性などの物理特性のため、脳を模した神経ネットワークにおけるカオス動力学の研究において重要な理論的および実際的な意味を持っています。近年、ビッグデータと人工知能分野の発展に伴い、従来の固定神経ネットワークモデルは脳の構造と機能をマッピングする際の限界が徐々に明らかになっており、これは形態学的神経学研究のさらなる発展の主要な障壁となっています。2008年、HPラボが初めて物理的非線形メムリスタを開発して以来、メムリスタは人工神経ネットワーク分野で広く注目されるようになりました。メムリスタ神経ネットワーク（Memristive Neural ...
制約システムの非ゼロ和ゲームにおける適応サンプリング人工・実際制御の応用 背景 現代の工業および研究分野におけるスマート技術と制御システムの急速な発展により、従来の制御方法がシステムの安定性を保証し、エネルギー消費を最小化するという厳しい要求を満たすことが困難になっています。実際のシステムは通常非常に複雑で、少なくとも2つの制御ユニットを含んでおり、コンポーネント間には複雑な競争と協力の関係があります。このような状況では、設計された制御スキームは単一のコントローラーの利益最大化だけでなく、全体の最適化も実現する必要があります。このような問題は通常、非ゼロ和ゲーム（Non-Zero-Sum Games，NZSG）とみなされ、多物理入力の制約条件下でシステムのカップリングダイナミクスを処理するこ...
完全なニューロモルフィックビジョンとコントロールを持つ自律飛行体 背景と研究動機 過去10年間で、ディープニューラルネットワーク（ANNs）は人工知能分野で大きな進展を遂げ、とりわけ視覚処理において顕著な成果を上げました。しかし、これらの高度な視覚処理技術は高精度を実現する一方で、多大な計算リソースとエネルギーを消費するため、小型飛行ロボットなどリソースが限られた場合には応用が難しいです。 この問題に対処するために、ニューロモルフィックハードウェアは生物の脳のスパースで非同期的な特性を模倣することで、より効率的な認識と処理能力を実現しました。ロボット分野では、ニューロモルフィックハードウェアに含まれるイベント駆動カメラとスパイキングニューラルネットワーク（SNNs）が低遅延・低エネルギー消費...
立体人工复眼用于三维空间的时空感知 本研究文章发表在2024年5月15日的《Science Robotics》期刊上，题为“立体人工复眼用于三维空间的时空感知（Stereoscopic Artificial Compound Eyes for Spatiotemporal Perception in Three-Dimensional Space）”，第一作者为Byungjoon Bae，指导作者为Kyusang Lee。研究团队主要来自University of Virginia的电气与计算机工程系和材料科学与工程系。 研究背景 在自然界中，节肢动物（arthropods）的复眼是非常有效的生物视觉系统，具备广阔的视野（Field of View, FOV）和高运动敏感度，而祷蛾（mant...
ロボットビジョン用半球状ナノワイヤアレイに基づく超広視野ピンホール複眼 現代の人工知能とロボット技術の急速な発展において、視覚システムはその中で重要な要素として広く注目され、深く研究されています。Zhouらが2024年5月15日に『Science Robotics』で発表した研究論文によると、彼らは生物の複眼デザインに基づく新しい人工視覚システムを提案しました。このシステムは3Dプリントされたハニカム構造と半球形ペロブスカイトナノワイヤ光電検出アレイを組み合わせることで、超広視野、精密なターゲット定位および運動追跡機能を実現しました。本稿ではこの研究の背景、方法、結果および意義を全面的に解析しています。 研究背景 生物の進化は自然界における様々な視覚システムに卓越した視覚能力を付与しました。...