河原 尊之 カワハラ タカユキ KAWAHARA Takayuki 教授

工学部 電気工学科

サステナブル電子工学研究室

研究室紹介

  • 専攻分野: サステナブル電子工学
  • 研究分野: 極低電力AI回路・システム、自然・社会環境情報計測/処理、スピン流応用

物理世界の(アナログ)情報と、クラウド等にて扱うデジタルビットの情報とを、AIも活用して賢くつなぐ部分の拡張・深堀を進めています。素子・回路・システムの各階層にて新たな原理も探求しながら多様な処理を高速かつ低電力にて行います。サステナブル社会を支えるエレクトロニクスの研究です。(2014.4)

研究テーマ

  1. AI on Things  ( ゜-゜)/゜AIonT

    人工知能をモノに搭載しましょう。
    日本が得意な"組み込みマイコン"の"AI化"でもあります。
    ”AI on Things”: "Things" with advanced information-processing, artificial intelligence (AI), capability to lead to the evolution of current IoT society.
    In the near future, streaming the huge amount of collected data (including video) from the “things” is expected to exceed the available communication bandwidth. And also consumes huge power.
    If the “things” have functions for recognition and identification and extract only significant information as their feature value by themselves, the communication load will be drastically reduced. That leads to sustainability.
    AI on "Things" -A-SSCC 2014 Panel Discussion - 高精度画像p3:https://www.slideshare.net/slideshow/embed_code/key/hOb3SO2wjm2Ec6 (2014.11)

  2. 極低電力人工知能(AI)回路・システム

    ①Yasuhiko Yoshida, Ryo Oiwa, Takayuki Kawahara "Ternary Sparse XNOR-net for FPGA Implementation," IEEE ISNE 2018 (2018.5)、②Yasushi Fukuda, Takayuki Kawahar "Stochastic Weights Binary Neural Networks on FPGA," IEEE ISNE 2018 (2018.5)、③武藤陽子、徐祖楽、河原尊之, "ハイブリッド近似法によるtanh活性化関数回路を有するDeep Belief Networkの効率的なハードウェア実装," 電子情報通信学会総合大会(2017.3)、④井上雄二郎、染谷健太、串原健太、河原尊之, "回路化が容易な受理関数を用いたイジングLSIのためのアニーリングモデル," 電子情報通信学会集積回路研究会(ICD)(2016.12)、⑤小野涼斗、染谷健太、河原尊之, "隣接間相互作用のみで全相互作用を実現したイジングモデルの提案," 電子情報通信学会ソサイエティ大会(2016.9)、⑥Kenta Someya, Ryoto Ono, Takayuki Kawahara, "Novel Ising Model Using Dimension-Control for High-Speed Solver for Ising Machines," IEEE NEWCAS2016(2016.6)

  3. 環境/建築(インフラ)/生体情報計測・情報処理システム

    ①安全・安心な生活とICT研究会研究奨励賞受賞:大岩凌、岸朔矢、橋爪洋一郎、中嶋宇史、崔彰訓、伊藤拓海、山本貴博、長谷川幹雄、河原尊之, "安全・安心な建物IoTシステム実現に向けた圧電センサと機械学習による建屋状態検知の実地基礎検証," 電子情報通信学会 安全・安心な生活とICT研究会(2017.7)、②Ryo Oiwa, Takumi Ito, Takayuki Kawahara, "Timber Health Monitoring Using Piezoelectric Sensor and Machine Learning," IEEE CIVEMSA 2017(2017.6)、③多木真、徐祖楽、河原尊之, "等温点及びバックゲートバイアス制御を用いた広温度領域対応ISFETアレイの解析," 電子情報通信学会集積回路研究会(ICD)(2016.12)、④大岩凌、長谷川誉、高橋徳明、松井佐英子、伊藤拓海、河原尊之, "圧電センサと機械学習を用いた木材のヘルスモニタリング," 電子情報通信学会ソサイエティ大会(2016.9)、⑤多木真、河原尊之, "水質/土壌IoT管理・監視システムのための広温度領域対応ISFETアレー," 東京理科大学緊急IoTフォーラムポスタ(2015.9)

  4. スピン流応用

    ①Atsushi Yamamoto, Makoto Arai, Tetsuya Takimoto, Masatoshi Itoh, Shizutoshi Ando, Shigeru Saito, Takayuki Kawahara, "Evaluation of Correlation Between Orientation of Y3Fe5O12(YIG) Thin Film and Spin Seebeck Effect," IEEE Intermag (2017.4)、②Hirokazu Kazama, Takayuki Kawahara, "Spin-Orbit Torque MRAM Read Reliability," IEEE Intermag (2017.4)、③新井真、瀧本哲也、山本篤、伊藤勝利、河原尊之, "スピンゼーベック効果の基板依存性の測定," 応用物理学会春季学術講演(2017.3)、④瀧本哲也、新井真、山本篤、伊藤勝利、河原尊之, "スピンゼーベック効果の膜厚依存性の測定," 応用物理学会春季学術講演(2017.3)、⑤Best Poster Award受賞:Hirokazu Kazama, Takayuki Kawahara, "STT-RAM Read Stability in DRAM Operating Region," 15th Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMTS 2015, 2015.10)、⑥エレクトロニクスソサイエティ学生奨励賞受賞:風間大和、河原尊之, "DRAM動作領域におけるSTT-RAM読み出し安定性の検討," 電子情報通信学会総合大会(2015.3)

トピックス

☆2018年6月13日、IEEE CIVEMSA 2018@オタワにおいて、M1学生が論文を発表しました。
Session 5: Intelligent Measurement Systems
"Wooden Framed House Structural Health Monitoring by System Identification and Damage Detection under Dynamic Motion with Artificial Intelligence Sensor using a Model of House including Braces"

☆2018年5月30日、下記プレスリリース関連記事が"フジサンケイビジネスアイ"に掲載されました。

☆2018年5月18日、下記プレスリリース関連記事が"化学工業日報"に掲載されました。

☆2018年5月14日、下記プレスリリース英語版を掲載しました。
http://www.tus.ac.jp/en/news/items/20180514101.pdf (直リンクしていません)

☆2018年5月7日、プレスリリースを行いました。
"モノ側で情報の高度な利活用を行う人工知能(AI)処理型リコンフィギュラブル半導体~認識精度を向上させつつ半導体実装で姿を消せる賢いゼロを活用したスパースターナリーニューラルネットワークAIチップ~"
http://www.tus.ac.jp/today/20180507005.pdf (直リンクしていません)

☆2018年5月8日、IEEE International Symposium on Next-Generation Electronics (ISNE 2018)@台北にて、学生論文2件発表。
S15-4 "Stochastic Weights Binary Neural Networks on FPGA"
S15-6 "Ternary Sparse XNOR-net for FPGA Implementation"

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