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データ同化による数理モデリングと統計モデリングの融合

Research Project

Project/Area Number 21K15170
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research InstitutionOkayama University (2023)
大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等) (2021-2022)

Principal Investigator

大久保 祐作  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 講師 (60871100)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords数理モデル / 統計モデル / 系統比較 / 決定論的モデル / 数値計算 / 生態学 / モデル選択 / ランダム効果 / 因果推論 / 進化生物学 / 統計学
Outline of Research at the Start

1. 拡張された一般化線形混合モデルを確立し、数理生態学や集団遺伝学の数理モデルを取り込んで複雑な時空間構造、共通祖先効果を補正可能なデータ分析手法を実現する
2. Empirical Dynamic Model (EDM)など力学系に基づく時系列因果推論モデルを統計モデルとして再解釈し、推定誤差や信頼区間など結果の不確実性を評価する手法を確立する

Outline of Annual Research Achievements

生態学のあつかう自然現象を説明するには、主に二つのアプローチが考えられる。ひとつはロトカ=ヴォルテラモデルに代表される数理モデルで、もうひとつは階層ベイズモデルに代表される統計モデルである。いずれも生態学を支える礎で同じ「数学」という道具に基づいているにも関わらず、両者には著しい溝がある。したがって異なる2つの数理アプローチを「融合」させることは、生態学がフィールドの複雑な現象を理解する上で不可欠である。特に数理モデルの知見を近年発達の著しい統計モデルに組み込むことは、分析結果の解釈性や一般性を高めるために有効な戦略であると考えられる。

代表者は前年度までに確立した系統比較法におけるBSDSモデルを数理モデル的な観点から分析するとともに、その解釈を統計モデル的な観点から考察した。また、生物学においてこうしたモデルの果たす役割について複数の国際会議で発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

複数分野の国際会議で口頭発表を行い、提案法の理論的性質やその示唆について参加者と議論を深めることができた。

Strategy for Future Research Activity

引き続き提案法に関する数理的な性質を解明する。特に本年度は、数学分野における確率過程論の知見を援用しながら既存の進化モデルとの関連性を評価する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Foraging predicts the evolution of warning coloration and mimicry in snakes2024

    • Author(s)
      Kojima Yosuke、Ito Ryosuke K.、Fukuyama Ibuki、Ohkubo Yusaku、Durso Andrew M.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 121 Issue: 11

    • DOI

      10.1073/pnas.2318857121

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Heritable effects on caste determination and colony-level sex allocation in termites under field conditions2023

    • Author(s)
      Takata Mamoru、Nagai Shuya、Inagaki Tatsuya、Ohkubo Yusaku、Tasaki Eisuke、Matsuura Kenji
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Issue: 3 Pages: 106207-106207

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106207

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel phylogenetic comparative method for evaluating the strength of branch-specific directional selection2022

    • Author(s)
      Ohkubo Yusaku、Kutsukake Nobuyuki、Koizumi Itsuro
    • Journal Title

      Evolution

      Volume: 77 Issue: 1 Pages: 63-82

    • DOI

      10.1093/evolut/qpac015

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spillover and spillback risks of ectoparasites by an invasive squirrel Callosciurus erythraeus in Kanto region of Japan2022

    • Author(s)
      Katahira Hirotaka、Eguchi Yuya、Hirose Saki、Ohtani Yukino、Banzai Azusa、Ohkubo Yusaku、Shimamoto Tatsuki
    • Journal Title

      International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife

      Volume: 19 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.ijppaw.2022.07.006

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The habitat use and trophic niche comparisons among closely related land snails in Northeast Asia2022

    • Author(s)
      Morii Yuta、Ohkubo Yusaku、Kanaya Gen、Prozorova Larisa
    • Journal Title

      Population Ecology

      Volume: 64 Issue: 4 Pages: 282-299

    • DOI

      10.1002/1438-390x.12127

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] <i>Revisiting the Two Predominant Statistical Problems: The Stopping-rule Problem and the Catch-all Hypothesis Problem</i>2021

    • Author(s)
      OHKUBO Yusaku
    • Journal Title

      Annals of the Japan Association for Philosophy of Science

      Volume: 30 Issue: 0 Pages: 23-41

    • DOI

      10.4288/jafpos.30.0_23

    • NAID

      130008128833

    • ISSN
      0453-0691, 1884-1228
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The status of the statistical predictionalism on the philosophy of scientific model representations2023

    • Author(s)
      Ohkubo Yusaku
    • Organizer
      the 17th edition of the International Congress on Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frequentist predictionalism: the role of model selection criterion and its ontology2023

    • Author(s)
      Ohkubo Yusaku, Otsuka Jun
    • Organizer
      Philosophy of Science around the world
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent advances in the Phylogenetic Comparative Methods2023

    • Author(s)
      Ohkubo Yusaku
    • Organizer
      CMStatistics 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ベイズモデルを用いたマクロ進化の種間比較研究とBSDSモデルによる祖先形質の推定2022

    • Author(s)
      大久保祐作
    • Organizer
      統計関連連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Extremely long penis in some shrews: pattern, process, and possible mechanisms2022

    • Author(s)
      Itsuro Koizumi
    • Organizer
      69th Annual Meeting of Ecological Society of Japan
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 生物学者のための科学哲学2023

    • Author(s)
      コスタス・カンプラーキス、トビアス・ウレル、鈴木 大地、森元 良太、三中 信宏、大久保 祐作、吉田 善哉
    • Total Pages
      376
    • Publisher
      勁草書房
    • ISBN
      9784326103195
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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