The world expressed by analog signal

 Signals and informations in the world are expressed by physical quantities such as voltage, current and charge. An analog signal is a continuous-time wave of a physical quantity or function of physical quantity. An analog signal essentially contains unlimited information thanks to its continuity.

 Analog signal processing is to convert input physical quantities into output ones using proper connection of circuit devices. Considering low voltage, low power consumption, high tolerance for usage environment, high yield would like to support a variety of information systems standing on realistic work.

High-speed analog integrated circuits for the bandit problem utilizing the laser chaos
「バンディット問題を解く高速アナログ回路」

 機械学習の一つである多腕バンディット問題は、確率が不明かつ変動する複数のスロットマシンから繰り返し選択するために、報酬を最大化する戦略を考える問題である。確率変動への追従性能と高速な収束性能を得るために、選択時に曖昧性を与える乱数としてレーザーカオス信号を用いるが、その高速性を生かすためには周辺の電子回路も高速でなくてはならない。高速なバンディット問題を解くアナログ回路の設計として、回路構造の検討や素子の選択、レイアウトを通した集積回路の試作を行っている。

Design of a CMOS Tunable Complex Bandpass Filter

「帯域可変CMOS複素バンドパスフィルタの設計」

 本研究では、スペクトラムセンシングに用いるGm-C複素バンドパスフィルタの設計を行っている。多数の規格が混在する2.4GHz帯通信の信頼性確保と省電力化を目指している。現在は、ICチップの試作と周波数特性の測定による動作確認を済ませ、現実的な測定に必要な擬似Wi-Fi波形の生成と、フィルタ出力から情報を得るための特徴抽出器の設計に取り組んでいる。

High-speed post-processing analog circuit for a photonic reservoir
「フォトニックリザバコンピューティングのための高速アナログ回路」

 光でリカレントニューラルネットワークを実現するフォトニックリザバコンピューティングの実装のために、出力部の積和演算や非線形処理を電子回路で実現する研究をしている。複数の光導波路からの信号を光電変換並びに増幅し、積和や非線形の演算をするアナログ回路である。光の特徴である高速性を損なわずに、光では柔軟な処理が容易でない演算処理を電気の領域で補う。光電融合により、高速な画像処理やランダム信号の予測などを行うことを期待している。

Analog complex filter and waveform expander

「アナログフィルタ・信号処理」

 電波による測距や形状・材質認識システムではLiDARやミリ波を用いるが、周波数が高いためディジタル処理には高速ADC(Analog to Digital Converter)を必要とし、その結果、消費電力の低減が課題となる。システムの電力増加を抑えるために、時間的に短いパルスの幅を拡張することでADCに求められる高速性能を緩和できるアナログ信号処理の回路を設計している。