PI(Principal Investigator)

Ferdinand Peper

脳神経型アーキテクチャー

所属:

情報通信研究機構(NICT)
脳情報通信融合研究センター
脳情報工学研究室 副室長

その他の所属:

大阪大学大学院情報科学研究科 招へい教授
兵庫県立大学大学院工学研究科 客員教授
神戸大学大学院保健学研究科 客員教授

Phone: 

080-9098-3248

Fax: 

06-7174-8612

住所:

〒565-0871 大阪府吹田市山田丘1-4

Email: 

peper at nict.go.jp


相互のインタラクションから機能性を得る極めてシンプルな要素で構成されたコミュニケーション・計算システムについて研究しています。こうした高度に分散化されたシステムは、管理が容易でエネルギー消費量が少ないだけでなく、各エレメントの不具合にも強く、また製造コストも安くなります。その一方でユーザーは強力な制御能力を得る他、環境をより深く理解することができます。これまで、私は研究上の関心を神経のシステムに注いできました。それは、神経システムには、簡単なインタラクションを通じてリアルタイムに情報を表し、処理する先天的な能力が備わっているためなのです。

当研究グループでは、環境から受ける電力のみで動作し、大量生産でコストが1円未満となる極めてシンプルな多数のノード(サイズはいずれの辺も1mm以下)で構成されるワイヤレスセンサネットワークを開発することを目指しています。鍵となる要件は、ノード内部および各ノード間で、パルスベースのシグナリングを活用することです。それぞれのノードは脳内で観測されるものとよく似た戦略(パルス列の同期や脱同期、空間・時間的な活動パターンの使用など)に沿って、他のノードから得られるパルスを組み合わせて環境についての情報を得るのです。

開発をしているパルスベースのワイヤレスセンサネットワークは、現在利用できる従来型のワイヤレスセンサネットワークに比べてコスト効率がよく、またはるかに高密度に配置することができるものです。これにより、リアルタイムのモニタリングが可能となる他、化学災害などの環境中の異常をこれまでよりもずっと迅速かつ正確に検出することができるようになるはずです。ノードはサイズが小さく、コストが安いため、使用後に回収する必要もありません。また、ノードはエネルギーハーベスティング(環境発電)能力を備え、長期間にわたってメンテナンスなしで動作し続けることが可能です。また、センサノードを昆虫に取り付ける、大気中にセンサノードを大気中に撒く、センサノードを表面に塗布する、といった新たな用途も可能になるでしょう。

主要な業績:

F. Peper, K. Leibnitz, M. Hasegawa, N. Wakamiya, "Spike-based communication networks with error-correcting capability", The Brain & Neural Networks, Vol. 25, No. 4, pp. 157-164 (2018)

F. Peper, "The End of Moore’s Law: Opportunities for Natural Computing?", New Generation Computing, Vol. 35, No. 3, pp. 253-269 (2017)

F. Peper, K. Leibnitz, J. Teramae, T. Shimokawa, N. Wakamiya, "Low-complexity nanosensor networking through spike-encoded signaling", IEEE Internet of Things Journal, Vol. 3, No. 1, pp. 49-58 (2016)

F. Peper, K. Leibnitz, T. Shimokawa, M.-A. Remiche, “Average consensus in asymmetric broadcasting wireless sensor networks through gossiping”, Proc. ACM International Workshop on Mobile Ubiquitous Systems, Infrastructures, Communications, and AppLications 2016 (held under MobiQuitous’16), Hiroshima, pp. 171 – 176 (Nov. 2016)

J. Lee, F. Peper, S.D. Cotofana, M. Naruse, M. Ohtsu, T. Kawazoe, Y. Takahashi, T. Shimokawa, L.B. Kish, T. Kubota, "Brownian Circuits : Designs", International Journal of Unconventional Computing, Vol. 12, No. 5-6, pp. 341-362 (2016)

M. Mori, T. Isokawa, F. Peper, N. Matsui, “Swarm Networks in Brownian Environments”, New Generation Computing, Vol. 33, No. 3, pp. 297–318 (2015)

F. Peper, J. Lee, J. Carmona, J. Cortadella, K. Morita, “Brownian Circuits: Fundamentals”, ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems, Vol. 9, No. 1, pp. 3:1–24 (2013)

F. Peper, N. Wakamiya, A. Kasamatsu, S. Tanaka, K. Leibnitz, J. Teramae, K. Kasai, A. Otomo, "On Neuro-inpired Wireless Sensor Networks", Proc. 10th Int. Conf. on Ubiquitous Intelligence & Computing (UIC 2013), Vietri sul Mare, Italy, 589-594 (Dec. 2013)

略歴:

1989 Ph.D. in Theoretical Computer Science at Delft University of Technology, the Netherlands

Lab Members:

研究者
Kenji Leibnitz
下川 哲也
・Theofilis Konstantinos