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Emergence of locomotion through autonomous parameter tuning

Research Project

Project/Area Number 20K03730
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Ueda Keiichi  富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (00378960)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords自律分散システム / 自己組織化 / ロコモーション / 数理モデル
Outline of Research at the Start

令和2年度は未知の環境を柔軟に移動する細胞運動モデルを作成する。自発的なパラメーター変化を作成するために「移動を駆動する細胞先端部での化学反応」,「細胞全体で起きる振動現象」,「原形質の往復流動」を考慮に入れた数理モデルを作成する。令和3年度以降は,未知の環境を柔軟に移動する多足運動モデルの作成,及び移動運動の機能創発の条件に関する数理解析を行う。そのために,パラメーター制御モデルを偏微分方程式によって記述する。

Outline of Final Research Achievements

We proposed a model for estimating coefficients in coupled oscillator systems. We demonstrated that the model decreases the difference between the target orbit and the current orbit. Additionally, the model's performance is improved by incorporating a small chaotic external force. Furthermore, we proposed a parameter tuning model for fluid dynamics. The model automatically adjusts the parameter values according to the environment and exhibits the spontaneous generation of a stable unidirectional flow.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

パラメーターを自動的に調整するアルゴリズムの提案により,ロコモーションの創発機構の数理的理解に貢献できると考えている。また,提案モジュールは自律分散処理によるロボット制御に応用されることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] 階層的経路探索モデルを用いたロボットアーム軌道生成2022

    • Author(s)
      上田 肇一,津澤 聖希
    • Organizer
      応用数学合同研究集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 結合振動子系のパラメーター推定2021

    • Author(s)
      上田 肇一
    • Organizer
      応用数学合同研究集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Emergence of synchronized oscillations by self-tuning of parameters2021

    • Author(s)
      Keiichi Ueda
    • Organizer
      ReaDiNet 2021: An Online Conference on Recent Topics in Reaction-Diffusion System, Biology, Medicine and Chemistry
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 経路探索モデルを活用したロボットアーム制御への試み2021

    • Author(s)
      上田 肇一
    • Organizer
      日本数学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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