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分子の形態変化・拡散制御に基づく情報処理機構の開発

Publicly Offered Research

Project AreaDevelopment of Molecular Robots equipped with sensors and intelligence
Project/Area Number 15H00825
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

礒川 悌次郎  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (70336832)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsセルオートマトン / 非同期セルオートマトン / 計算万能性 / ゲルオートマトン / 周期状態遷移 / DNA / 非同期耐遅延素子 / 総和規則 / マクロセルモデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は,分子規模の要素により構成された素子を用いた情報処理機構に関する研究を展開することを目的としている.このような機構は分子サイズのロボットシステムの実現には必要不可欠である.情報処理機構の実現させる方法については,ゲルオートマトンと呼ばれる高分子の形態制御ならびに分子の拡散現象に基づく情報処理の枠組みを用い,さらに本研究申請者らが提案してきたマクロセルモデルを適応させることを検討している.
今年度については,前年度に引き続き総和的・周期状態遷移を有する非同期セルオートマトンモデルについて検討を行った.ゲルオートマトンを基盤とし,状態遷移をDNA反応により実現する系においては,各セルについてその周囲のセルにあるDNAの種類を判別することは設計可能であるが,そのセルの数(DNAの量)を判別することは困難である.そのため,対象となるDNAがあるかないか,あるいはない場合においてのみ反応するというBoolean型総和規則を導入した.さらに,ある状態にあるセルについてその近傍に同じ状態のセルがある場合にもそれらの状態を区別することなく遷移するという条件を付与した非同期セルオートマトンを提案した.この成果については,平成29年6月に開催予定の国際ワークショップAUTOMATA2017において発表する予定である.
さらに関連研究として,各セルの状態数が3であり,2つの遷移規則を持つ非同期セルオートマトンを提案した.本セルオートマトンは前述のセルオートマトンと同様にK素子とE素子を基にした素子集合を模倣することにより計算万能性を示している.本成果については,国際会議ACRI2016において発表し,国際論文誌Natural Computingに投稿している段階である.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Presentation] Pattern Formation and Computation by Autonomous Chemical Reaction Diffusion Model Inspired by Cellular Automata2016

    • Author(s)
      I.Kawamata, T.Hosoya, F.Takabatake, K.Sugawara, S.Nomura, T.Isokawa, F.Peper, M.Hagiya and S.Murata
    • Organizer
      4th International Symposium on Computing and Networking (AFCA'16-CANDAR'16)
    • Place of Presentation
      東広島芸術文化ホール(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2016-11-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Asynchronous Updating Scheme for a Cellular Logic Memory Array2016

    • Author(s)
      T.Isokawa, F.Peper, S.Ishibashi, T.Minemoto and N.Matsui
    • Organizer
      4th International Symposium on Computing and Networking (AFCA'16-CANDAR'16)
    • Place of Presentation
      東広島芸術文化ホール(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2016-11-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 計算を行うゲルオートマトンの実現について2016

    • Author(s)
      川又生吹, 礒川悌次郎, ペパー・フェルディナンド
    • Organizer
      人工知能学会合同研究会2016 第62回分子生物情報研究会(SIG-MBI)
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] A Universal Asynchronous Cellular Automaton with Cyclic-States Cells2016

    • Author(s)
      礒川悌次郎, ペパー・フェルディナンド, 川又生吹,松井伸之, 村田智, 萩谷昌巳
    • Organizer
      CBI学会2016年大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-10-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] On a Universal Brownian Cellular Automata with 3 States and 2 Rules2016

    • Author(s)
      T.Isokawa, F.Peper, K.Ono, and N.Matsui
    • Organizer
      12th International conference on Cellular Automata for Research and Industry (ACRI2016)
    • Place of Presentation
      フェズ(モロッコ王国)
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] niversal Totalistic Asynchronous Cellular Automaton and its Possible Implementation by DNA2016

    • Author(s)
      T.Isokawa, F.Peper, I.Kawamata, N.Matsui, S.Murata, and M.Hagiya
    • Organizer
      International Conference on Unconventional Computation and Natural Computation (UCNC2016)
    • Place of Presentation
      マンチェスター(イギリス)
    • Year and Date
      2016-07-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Totalistic Asynchonous Cellular Automaton and its Possible Implementation by DNA2016

    • Author(s)
      Teijiro Isokawa, Ferdinand Peper, Ibuki Kawamata, Nobuyuki Matsui, Satoshi Murata, and Masami Hagiya
    • Organizer
      International Conference on Unconventional Computation and Natural Computation
    • Place of Presentation
      Manchester Metropolitan University Business School (マンチェスター, イギリス)
    • Year and Date
      2016-07-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconfiguration in Defect-Tolerant Asynchronous Cellular Automata2015

    • Author(s)
      Teijiro Isokawa, Tadashi Kunieda, Ferdinand Peper, and Nobuyuki Matsui
    • Organizer
      3rd International Symposium on Computing and Networking (AFCA'15-CANDAR'15)
    • Place of Presentation
      札幌市産業振興センター (北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-12-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On Computations by a Brownian Cellular Automaton on a Triangular Space2015

    • Author(s)
      Teijiro Isokawa, Koji Ono, Ferdinand Peper, and Nobuyuki Matsui
    • Organizer
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2015)
    • Place of Presentation
      City University of Hong Kong (香港,中国)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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