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。...
磁性粒子イメージングに基づく低侵襲イメージングとセンシング方法及び埋め込み式電子回路の応用 学術背景 現代医学において、低侵襲で生体適合性のある埋め込み式生体電子回路は、体内の生理過程を長期に亘って監視するために広く使用されています。しかし、これらのデバイスに関して、体内でのイメージングとセンサー情報を同時に取得する方法は依然として稀少で高コストです。磁性粒子イメージング（Magnetic Particle Imaging、MPI）は、そのゼロ背景信号、高コントラスト、高感度、定量的イメージング能力により、この問題を解決するための理想的な選択肢とされています。組織深度を増しても吸収されない磁信号と異なり、MPIは放射線量を伴わず、安全で効果的なイメージング手段を提供します。 論文の出典 この...
多核種SPECTイメージングの向上における電気共役光子検出技術の探究 放射性薬物療法（Radiopharmaceutical Therapy, RPT）は近年ますます関心を集めており、特に複数のトレーサーを同時に使用するSPECTイメージングにおいてその注目が高まっている。伝統的なイメージング方法では、異なるエネルギーのγ線の散乱と相互干渉により、イメージング品質が著しく低下する。それを解決するために、本論文の著者であるYifei JinとLing-Jian Mengは、電気共役光子検出（Coincidence Detection of Cascade Photons, CDCP）という手法を提案し、電気共役光子の検出に基づいて低活性治療性放射性核種イメージングにおける下散乱および相互干渉の...
学術ニュースレポート：軟骨における光伝播特性の研究 序論 軟骨は細胞と大量の基質から構成される複雑な生体組織で、主な成分はコラーゲン線維、プロテオグリカンと水であり、これらの成分は顕微鏡的構造において層状の組織区分を形成しています。この組織内での光の伝播は、その内在的な光学特性、例えば吸収係数（𝜇𝑎）、散乱係数（𝜇𝑠）、散乱異方性因子（𝑔）、および屈折率（𝑛）によって影響されます。これらの光学特性の変化は、組織の微細構造および病理状態に由来し、それらが光の伝播特性に与える影響を理解することで、組織の構造や生化学的特性を明らかにすることができます。そのため、軟骨における光の伝播特性の研究は、診断および治療において重要な意義を持っています。 背景 本論文はI. Kafian-Attari、E. ...
現在、乱流中の流体によって運ばれる微粒子の統計的および幾何学的性質の研究には大きな課題があります。過去30年にわたり、理論、数値シミュレーション、実験の分野で優れた努力が払われてきましたが、乱流微粒子軌跡の統計と位相的特性を実際に再現できるモデルは未だに不足しています。本研究では、最新の拡散モデル(diffusion model)に基づく機械学習手法を提案し、三次元の高レイノルズ数乱流中の単一微粒子軌跡を生成することで、直接数値シミュレーションや実験によって信頼できるラグランジュデータを取得する必要性を回避しました。 論文情報: 本論文の著者はローマ大学など複数の機関に所属しており、2024年4月の「Nature Machine Intelligence」誌に掲載されました。 研究方法: (...