近年のAI技術の進歩により、自動運転車や作業ロボットなど、以前は夢のようなアプリケーションが現実のものになっています。これらの技術は、カメラなどのセンサデータをリアルタイムで解析・判断するエッジコンピューティングが必要で、高速で低電力のAIハードウェアが不可欠です。しかし、デジタル回路ベースのAIハードウェアは性能限界に近づいており、さらなる性能向上が難しくなっています。

吉岡研では、デジタル回路を超える性能を達成するために、アナログ回路技術を活用したAI回路の開発に取り組んでいます。アナログ回路を用いた新しい演算原理により、デジタル回路の10-100倍の低電力化を目指しています。

• インメモリコンピューティング回路の研究 [Paper]

　→メモリの中で計算を行う新たなプロセッサを実現し、従来AI回路よりも遥かに高い計算効率を目指します。

また回路だけではなく、機械学習アルゴリズムを改良することでAIを高速化する研究も行っております [Paper]。これらは東京大学や静岡大学と共同研究を行っています。

In recent years, with the advancement of AI technology, applications such as self-driving cars and working robots, which were once considered a dream, have become a reality. These technologies require edge computing, which analyzes and makes decisions based on sensor data from cameras in real-time, necessitating high-speed, low-power AI hardware. However, digital circuit-based AI hardware is approaching its performance limit, making further improvements challenging.

In CSG, we are working on the development of computational circuits using analog circuit technology to achieve performance beyond digital circuits. With a new calculation principle utilizing analog circuits, we aim for a 10-100 times reduction in power consumption compared to digital circuits.

Specific research themes include:

• Research on innovative computational circuits using oscillator-based circuits [Paper]

• Research on in-memory computing circuits [Paper]

• Research on computation-efficient machine learning [Paper]

We are conducting collaborative research with the University of Tokyo and Shizuoka University.

自動運転技術の進歩に伴い、LiDARなどの3Dセンサが安価かつ高性能になってきました。ついにiPhoneにも搭載されるようになりました。このような3Dセンサは、カメラで得られなかった物体や環境の3次元情報を高精度で取得できます。また、個人を識別できないため、プライバシーを守るセンシングが可能です。吉岡研究室では、3Dセンシングを使ったヘルスケアやセキュリティの研究を行い、人々を守り、より良い社会を目指しています。

具体的な研究テーマは以下の通りです。

• 自動運転用LiDARのセキュリティ研究 [Paper]

→LiDARセンサの脆弱性を明らかにすることで、より安全な自動運転システムを実現します。

• 3DセンサやAIを用いたスポーツ、リハビリセンシングの研究

→LiDARセンサとAIを組み合わせ、スポーツや医療解析の応用を探ります。

これらの研究は、岡山大学大学病院、カリフォルニア大学アーバイン校や各社企業と共同で行っています。
セキュリティについては学問のすゝめの吉岡の記事”自動運転車がハッキング！？LiDARセンサセキュリティのススメ” をお読みください。

Development of automated driving has lead to powerful and cheap 3D sensors, such as LiDARs, which have been already incorporated into the iPhone. Such 3D sensors can obtain 3D information with high precision, which was impossible with conventional 2D cameras.

At CSG, we are conducting research on healthcare and security applications of 3D sensing to protect people and improve society.

Specific research topics:

• Research on open rehabilitation systems using 3D sensors and AI

• Research on security analysis of LiDAR for automatic driving[Paper]

We are collaborating with Okayama University Hospital and the University of California, Irvine in this project.