| Project/Area Number |
21K12047
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61040:Soft computing-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
岡部 拓也 静岡大学, 工学部, 准教授 (10324336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 仁 長崎大学, 熱帯医学研究所, 客員教授 (10291957)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 対数成長率 / 長期持続性 / 大数の法則 / 幾何平均適応度 / 長期最適化 / 確率過程 / 対数正規分布 / 最適化問題 / 増殖的成長 / 進化ゲーム |
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| Outline of Research at the Start |
生物進化や経済活動では個体数や資産の経時的変化が重要となる．活動主体による選択肢(自由度) が変化を大きく左右しうる一方で，制御できない多数の要因によって，変化の大きな部分が確率的過程に支配される．前者の自由度の最適化を考えるとき，短期的にみた場合の最適化と長期的にみた場合の最適化の結果は一般に一致しない．短期的最適化と長期的最適化の間に齟齬が生じるケースで両者の理論の適用限界を明らかにすることは，概念的に重要な分野横断的問題であり，これまで研究がなされてこなかった．本研究はこの問題に先鞭をつける．
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| Outline of Annual Research Achievements |
予測不可能な環境下での個体群サイズの時間的変動は進化生態学において主な関心事であり、短期的な最適化は長期的持続性を損ないうるという意味で、最適化問題を設定する際には時間スケールが重要な要素となる．大数の法則により、ランダム過程のサンプル数が無限大であるならば，成長率の期待値 が全体的なサイズ増加の適切な尺度となる．しかし，無限のサンプルは理想的極限でしかなく，現実にはこの数は有限とみなす必要がある．この有限性により，ランダム成長率の幾何平均が長期持続性を考える上で重要な役割を果たすことをしめした．短期最適化と長期最適化はそれぞれ成長率の期待値と幾何平均（対数成長率の期待値）を考えることに相当し，それぞれが問題となる時間スケールはランダム過程のサンプル数に依存する特徴的尺度により隔てられることがわかった．
上記の幾何平均は理論生態学における幾何平均適応度に相当し，幾何平均適応度を高めることは適応度の世代間分散を抑制することを意味するため，分散をリスクの尺度とみなすポートフォリオの考えと対応している．ただいずれの尺度もランダム環境下で変動する人口・資産サイズが絶滅・破産する確率と定量的に対応するわけではない．そこで絶滅確率に基づく新たな指標として，幾何平均適応度を修正する類似の尺度を提示した．この指標に基づく絶滅・破産確率の最小化は幾何平均適応度の最大化や平均適応度の分散の最小化とは同等ではないが，これら三者は定性的には相互に関連していることをしめした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請した研究課題の進捗状況についてはおおむね順調に進展したものの，成果を論文の形で公表する点において想定外の遅延が生じてしまった．数値シミュレーション結果をまとめた論文はトップジャーナルにて査読にまわったものの結果として掲載とはならず，その後も出版を確定させることができないまま助成期間終了をむかえてしまった．
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| Strategy for Future Research Activity |
絶滅・破産確率のシミュレーション解析結果に関する現在投稿中の論文を可能な限り早急に公表できるよう全力を尽くしたい．絶滅確率は長期持続性の指標となりうるものの，絶滅がほぼ確実な場合など数値的差異が微小な場合は，たとえば絶滅までの時間尺度の期待値のような確率で重みづけされた統計量を扱う方が，より直感的把握の容易な尺度になることが期待される．そうした統計量について同様に数値解析をすすめることで新たな知見が得られるか検討をすすめたい．
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