有機分子層における脳のようなコンピューティング

インテリジェントかつ創造的なコンピュータへ向けて

2010.04.26

独立行政法人物質・材料研究機構
ミシガン工科大学
独立行政法人情報通信研究機構

NIMSナノ計測センター先端プローブ顕微鏡グループのアニルバン・バンディオパダヤイらは、米国ミシガン工科大学、独立行政法人情報通信研究機構と共同で、人間の脳に似たプロセスを持つ「進化回路」を世界で初めて実現させた。

概要

独立行政法人物質・材料研究機構(NIMS、理事長:潮田資勝)ナノ計測センター(センター長　藤田大介)先端プローブ顕微鏡グループのアニルバン・バンディオパダヤイらは、米国ミシガン工科大学、独立行政法人情報通信研究機構(理事長 :宮原秀夫)と共同で、人間の脳に似たプロセスを持つ「進化回路(evolutionary circuit)」を世界で初めて実現させた。
今回発表された研究は、有機分子層において、情報処理を行う回路が人間の脳神経(ニューロン)のように自己進化するプロセスを創製し、それにより今までよりもさらに複雑な問題を解くことができる。
この回路を用いた分子プロセッサーは以下の特徴を持つ。
1. 大規模並列処理が可能。世界最速のスーパーコンピュータが、各々、それらの経路で順番にビットを処理するのに対して、今回の回路は一度に300ビットまでのパラレルで瞬間的な処理ができる。
2. 欠陥がある場合、それを自ら修復することができる。有機分子層の自己組織力により、既存のコンピュータにはない自己修復性を有している。また、ある神経回路(ニューロン)が失われた場合、別の回路がその機能を引き継ぐ。
3. この分子層には知性が認められる。この研究は、アルベルトクレディ(Alberto Credi)の「IQを持つ単分子層」の予測(2008年)を実現した。
このユニークな特徴を証明するために、グループは熱の拡散とガン細胞の進展という2つの自然現象をシミュレーションした。
このような自然災難及び病気の発生の予測など、現在のコンピュータアルゴリズムが及ばない問題に、解決をもたらすことが考えられる。
この研究は日本時間4月26日(日)2:00(ロンドン現地時間25日18:00)に、米ネイチャー姉妹誌Nature Physics誌電子版にて先行公開される。

プレス資料中の図　「ブレインライクな(脳のような)分子回路の概念」
(a) DDQ(2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone,2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン)分子
(b) 分子アセンブリの走査トンネル顕微鏡イメージ(上)と対応する分子回路(下)
(c) ○は分子、数字は連結するワイヤ数を表す。