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生体リズム現象の機序解明を目指した力学系の縮約理論の確立

Research Project

Project/Area Number 14J10090
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Soft computing
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

紅林 亘  東京工業大学, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014 – 2015
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords非線形力学系
Outline of Annual Research Achievements

申請者が提案した理論に基づいて生体リズム現象を解析するための手法を提案し, さらに, 数値シミュレーションでの検証によってその有効性を示した. 具体的には, 下記二点[1及び2]を達成している. 1. まず, 共通のノイズ入力によってリズム素子集団の同期パターンを制御する手法を開発した. この手法では, ある所与の同期パターンを達成するために, 個々のリズム素子が受けるノイズ入力にフィルタ処理を施す. このフィルタを最適設計することにより, 所与の同期パターンが実現されることを本研究では示した. さらに, 通信ネットワークの同期制御などへの応用の可能性を示した. 2. また, 申請者が提案した一般化位相縮約法をさまざまな実システムに応用するため, 外力の最適なフィルタ処理法を確立した. 一般化位相縮約法を用いる際には外力を低周波成分と高周波成分とに分離するが, この外力の分離は一般化位相縮約法の近似精度を大きく左右する. 提案手法では, リズム素子の振幅成分の緩和時間を特徴付ける第ニフロケ指数と呼ばれる指標を用いることにより, 外力の最適な分離が可能であることを示した. すなわち, 第ニフロケ指数に対応するカットオフ周波数を持つローパスフィルタを用いることによって, 一般化位相縮約法の近似精度が最も高くなるように外力を分離することができる. 今後, 一般化位相縮約法をさまざまな実システムの理論解析や, 最適制御などの工学応用に利用する際に, 提案手法は重要な役割を演じると期待される.

Research Progress Status

本研究課題は平成27年度の交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成27年度の交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A criterion for timescale decomposition of external inputs for generalized phase reduction of limit-cycle oscillators2015

    • Author(s)
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • Journal Title

      NOLTA

    • Description
      印刷中
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design and control of noise-induced synchronization patterns2014

    • Author(s)
      W. Kurebayashi, T. Ishiil, M. Hasegawa and H. Nakao
    • Journal Title

      Europhysics Letters

      Volume: 107 Issue: 1 Pages: 10009-10009

    • DOI

      10.1209/0295-5075/107/10009

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 二次の位相モデルによる注入同期現象の解析2015

    • Author(s)
      紅林亘
    • Organizer
      物理学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 二次の位相モデルによる発振回路のロバストな同期現象解析2014

    • Author(s)
      紅林亘
    • Organizer
      非線形問題研究会
    • Place of Presentation
      京都大学東京オフィス(東京都)
    • Year and Date
      2014-12-03 – 2014-12-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Synchronization Analysis of Nonlinear Oscillators by a Quadratic Phase Model2014

    • Author(s)
      Wataru Kurebayashi
    • Organizer
      NOLTA2014
    • Place of Presentation
      KKL Luzern (スイス・ルツェルン)
    • Year and Date
      2014-09-14 – 2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 非線形モード分解によるネットワーク力学系のシステム同定2014

    • Author(s)
      紅林亘
    • Organizer
      複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • Place of Presentation
      丸駒温泉(北海道)
    • Year and Date
      2014-08-07 – 2014-08-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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