[論文レビュー] ARE SLIME MOULDS LIVING MEMRISTORS

Ella Gale, Andrew Adamatzky+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2013

Slime Mold and Myxomycetes Research参考文献 23被引用数 22

ひとこと要約

本研究では、粘菌 *Physarum polycephalum* の原 protoplasmic 管が、メモリスタ的挙動を示す電流-電圧特性を示すことを実証した。これは、それらが生きているメモリスタとして機能することを示唆している。この発見により、神経系でない生物学的系にもメモリスタ的性質が拡張され、自己成長型バイオエレクトロニクス回路の開発を支援する。

ABSTRACT

In laboratory experiments we demonstrate that protoplasmic tubes of acellular slime mould Physarum polycephalum show current versus voltage profiles consistent with memristive systems. This result complements previous findings on memristive properties of other living systems (human skin and blood and leaves) and contributes to development of self-growing bio- electronic circuits. Keywords: memristor, slime mould, bioelectronics

研究の動機と目的

• 原 protoplasmic 管がメモリスタ的挙動を示すかどうかを調査すること。
• 観察された電気的特性が、メモリスタ的システムの理論的枠組みと一致するかどうかを特定すること。
• 生きている生物学的系をバイオエレクトロニクス回路の構成要素として使用する可能性を検討すること。
• 新しい生きているメモリスタ材料の同定を通じて、バイオインスパイアドエレクトロニクス分野への貢献を図ること。

提案手法

• 分離された *Physarum polycephalum* の原 protoplasmic 管を用いたラボ実験を実施すること。
• 制御された電気的刺激下での電流-電圧（I-V）応答を測定すること。
• メモリスタ的システムの特徴的兆候であるピンチド・ヒステリシスの有無をI-V曲線の分析により評価すること。
• 観察された電気的挙動をメモリスタの数学的モデルと比較すること。
• 実験データを用いて、システムが記憶依存抵抗を示すかどうかを評価すること。
• I-Vプロファイルがメモリスタデバイスの定義的特徴と整合しているかどうかを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 *Physarum polycephalum* の原 protoplasmic 管が、電流-電圧応答においてピンチド・ヒステリシスを示すか。
• RQ2 これらの管の電気的挙動は、メモリスタの理論的定義と整合しているか。
• RQ3 観察されたダイナミクスは、単なる被動的抵抗ではなく、メモリスタモデルによって説明可能か。
• RQ4 これらの発見がバイオエレクトロニクス回路の設計にどのような意味を持つのか。
• RQ5 他の生物学的系で報告されたメモリスタ的挙動と比較して、これらの結果はどのように異なるか。

主な発見

• *Physarum polycephalum* の原 protoplasmic 管は、メモリスタ的システムの特徴であるピンチド・ヒステリシスを示す電流-電圧プロファイルを示した。
• 観察されたI-V特性は、メモリスタが示すと予想される記憶依存抵抗の挙動と整合しており、その可能性を裏付けた。
• この結果は、生きている生物学的材料が自然にメモリスタ的性質を示す可能性があるという仮説を支持する。
• この発見により、人間の皮膚、血液、葉以外の生物学的系にもメモリスタ的挙動が存在することが明らかになった。
• 本研究は、自己成長型バイオエレクトロニクス回路において、生きている原 protoplasmic ネットワークを機能的構成要素として使用する可能性を実験的に裏付けた。