プログラム可能なトポロジーフォトニックチップの研究進展 研究背景 近年、トポロジー絶縁体（Topological Insulators, TI）は物理学界で大きな注目を集め、その豊富な物理メカニズムとトポロジー境界モードの潜在的な応用が、この分野を急速に発展させました。量子ホール効果（Quantum Hall Effect）の発見以来、トポロジー相（Topological Phase）の研究は大きな進歩を遂げ、次元性、対称性、非エルミート性、欠陥など多岐にわたる内容が含まれます。トポロジーとフォトニクスが出会うと、トポロジーフォトニクス分野が急速に台頭し、独立した研究方向となり、光学科学と技術の発展を革新的に促進しました。トポロジーフォトニクスシステムは、雑音が少なく、格子幾何の制約が少なく...
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...
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。...
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. ...