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高速ロバストランダムウォークの設計に基づく物質デザイン

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Design through Computics: Complex Correlation and Non-equilibrium Dynamics
Project/Area Number 23104511
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 InstitutionKyushu University

Principal Investigator

小野 廣隆  九州大学, 経済学研究科(研究院), 准教授 (00346826)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords物質デザイン / シミュレーション / ランダムウォーク / ギブス分布 / グラフ / 到達時間 / 全訪問時間 / 結合モデル
Research Abstract

本研究では,「物質デザイン」のコンピューティクスに適した物質生成・加工のダイナミクスに対するランダムウォークモデルを提案する.物質生成・加工において,対象となる分子の集合の状態とそれらの結合関係がなす遷移関係は,前者を頂点,後者を辺とした有
限グラフとして記述できる.化学反応はマルコフ的(無記憶的),つまり現在分子集合がどの状態にあるかのみに依存し,過去にどの反応経路を経由してその状態に到達したかによらない形で起こる.以上を考えると,物質生成・加工のプロセスにおける分子反応は,
有限状態マルコフ連鎖,すなわち有限グラフ上のランダムウォークとしてモデル化できる.すなわち物質デザインは化学反応設計でありランダムウォーク設計となる.よってこれに望ましいランダムウォークの設計論が加われば,望ましい物質の生成プロセス自体を設計することが可能となる.本研究では,実際にコンピューティクスにおいて利用可能な「モデル」として,十分大きい複数の状態を1頂点として代表させた,いわば近似モデルとしての物質生成ダイナミクス・ランダムウォークモデルの提案を目指す.すなわち,本研究は1)物質生成ダイナミクスに対するランダムウォークモデルの提案と,2)そのモデルに適した望ましいランダムウォークの設計論,の提供を目指すものである.
平成24年度研究では,1) 前年度に提案した複数のDNA配列が結合する様子のシミュレーションモデルに基づく計算実験を行った.また,2)複数粒子の結合系のランダムウォークの到達時間,全訪問時間の関係式の導出に成功した.さらに粒子結合モデルにおける,結合時間の非自明な上界値の導出に成功した 1)の結果は今後,高速・低速なDNA結合系のデザインへ結びつくと考えられる.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Coalescing Random Walks and Voting on Connected Graphs2013

    • Author(s)
      Colin Cooper, Robert Elsaesser, Hirotaka Ono, Tomasz Radzik
    • Journal Title

      SIAM J. Discrete Math.

      Volume: 27(4) Issue: 4 Pages: 1748-1758

    • DOI

      10.1137/120900368

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coalescing random walks and voting on graphs2012

    • Author(s)
      Colin Cooper, Robert Elsässer, Hirotaka Ono, Tomasz Radzik
    • Journal Title

      Proceeding PODC '12 Proceedings of the 2012 ACM symposium on Principles of distributed computing

      Volume: - Pages: 47-56

    • DOI

      10.1145/2332432.2332440

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Extension of Matthews' Bound to Multiplex Random Walks2012

    • Author(s)
      Yusuke Hosaka, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Hirotaka Ono, Masafumi Yamashita
    • Journal Title

      2012 IEEE 26th International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops & PhD Forum

      Volume: - Pages: 872-877

    • DOI

      10.1109/ipdpsw.2012.107

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast Random Walks on Finite Graphs and Graph Topological Information2011

    • Author(s)
      Hirotaka Ono
    • Journal Title

      Second International Conference on Networking and Computing, ICNC 2011

      Volume: - Pages: 360-363

    • DOI

      10.1109/icnc.2011.70

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Approximability of the path-distance-width for AT-free graphs2011

    • Author(s)
      Y.Otachi
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 6986 Pages: 271-282

    • DOI

      10.1007/978-3-642-25870-1_25

    • ISBN
      9783642258695, 9783642258701
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Robustness Criteria of Hybridization of double-stranded DNA Sequences2014

    • Author(s)
      Hirotaka Ono
    • Organizer
      EURO Mini conference on Optimization in Natural Sciences
    • Place of Presentation
      Aveiro, Portugal
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Robustness Criteria of Hybridization of double-stranded DNA Sequences2013

    • Author(s)
      Hirotaka Ono
    • Organizer
      CBI学会2013年大会
    • Place of Presentation
      東京都江戸川区
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Coalescing random walks and voting on graphs2012

    • Author(s)
      Colin Cooper
    • Organizer
      2012 ACM symposium on Principles of distributed computing
    • Place of Presentation
      Funchal, Madeira, Portugal
    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2011 Annual Research Report
  • [Presentation] An Extension of Matthews' Bound to Multiplex Random Walks2012

    • Author(s)
      Yusuke Hosaka
    • Organizer
      26th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops & PhD Forum
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Robustness Criteria of Hybridization of double-stranded DNA Sequences2012

    • Author(s)
      Hirotaka Ono
    • Organizer
      nternational Symposium on Computics: Quantum Simulation and Design (ISC-QSD)
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] An Extension of Matthews' Bound to Multiplex Random Walks2012

    • Author(s)
      Yusuke Hosaka, Yukiko Yamauchi, Shuji Kijima, Hirotaka Ono, Masafumi Yamashita
    • Organizer
      26th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium Workshops & PhD Forum, IPDPS 2012
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Fast Random Walks on Finite Graphs and Graph Topological Information2011

    • Author(s)
      Hirotaka Ono
    • Organizer
      2011 Second International Conference on Networking and Computing, 2011
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Approximability of the Path-Distance-Width for AT-free Graphs2011

    • Author(s)
      Yota Otachi, Toshiki Saitoh, Katsuhisa Yamanaka, Shuji Kijima, Yoshio Okamoto, Hirotaka Ono, Yushi Uno, Koichi Yamazaki
    • Organizer
      7th International Workshop, WG 2011, Teplá Monastery, Czech Republic,
    • Place of Presentation
      Teplá Monastery, Czech Republic
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学 研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K000224/research.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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