生化学反応ネットワークのトポロジベースト制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Development of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence |
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| Project/Area Number |
15H00814
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
東 俊一 京都大学, 情報学研究科, 准教授 (40420400)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 制御工学 / ブーリアンネットワーク / 構造的安定性 / ネットワーク / 分子ロボット / 生化学反応ネットワーク / 制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子ロボットの制御における最大の特徴は，生化学反応ネットワークで構成された制御対象を，生化学反応ネットワークに実装されたアルゴリズムで制御しなくてはならない点にある．しかしながら，一般に生化学反応ネットワークのダイナミクスは，「ネットワークトポロジ」と「要素ダイナミクス」（各化学物質の反応係数）の２つで定まるが，前者の情報は比較的容易に（たとえばデータベースから）入手できる反面，後者の情報を得る のは前者と比べてかなり難しい．それゆえ，分子ロボットの制御においては，未知の要素ダイナミクスに対し，ネットワークトポロジの情報だけを用いて制御する枠組み，すなわち「トポロジベースト制御」の設計論が必要となる．そこで，本課題では，分子ロボットの制御基盤として，生化学反応ネットワークのトポロジベースト制御の設計論を確を目指した．
本年度得られた成果は以下の通りである．
（１）トポロジベースト制御のためには，カクタス構造とよばれるネットワーク構造が鍵となることを発見し，要素ダイナミクスによらず，振動的となる場合（構造的振動性），平衡点を2個有する場合（構造的双安定性）に対し，トポロジー条件をを得た．特に，ネットワーク構造を構成する「単純閉路の個数」，「単純閉路の長さ」，「抑制辺の偶奇性」で特徴づけられることを解明した．
（２）カクタス構造を持たないシステムを等価的にカクタス構造に変換できるための条件とアルゴリズムを開発した．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Presentation] 有向グラフのカクタス可拡大条件2016
Author(s)
4.久禮，東，杉江
Organizer
第3回制御部門マルチシンポジウム
Place of Presentation
南山大学（愛知県名古屋市）
Year and Date
2016-03-04
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Int'l Joint Research
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