生体メカニズムに基づく新しい分子計算パラダイムの研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11878055
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 横森 貴 早稲田大学, 教育学部, 教授 (60139722)
• Keywords: 分子計算 / 自己組織化モデル / 環状組み替えモデル

Research Abstract

(1)DNA配列の組み替え現象をモデル化したスプライシング演算をさらに一般化することにより「環状スプライシングモデル」を提案し,この計算モデルの理論的能力を解析した.結果として,この計算モデルがTuring機械と等価な万能計算の能力を有することを示した.
(2)本研究において,1994年のScience誌に掲載されたAdlemanのDNA計算の実験で用いられた"アニーリング","融解',"検知"という分子計算における3つの基本操作が,実は計算能力として(従来の計算機と同等な)Turing万能計算能力をもつことを示した.この計算モデルにおいては計算物質としてDNAが想定されていた.そこで,より抽象的な枠組みを設定して,各分子は符号化できかつ分子同士が自律的に会合する能力を有する計算モデルを研究した.その結果,『計算=自律的会合+形態変化』という新計算パラダイムが成り立つことが分かった.
上記の考えを一般化し,自然界における様々な現象・原理を問題解決のための設計論という視点で見直すことにより"分子プログラミング"という概念を提唱した.そして,分子プログラミングのために必要な要素技術の検討と実現手法の開発の基礎的な研究を行なった。

Research Products

• [Publications] Ferretti,Mauri,Kobayashi,Yokomori: "On the Universality of Post and Splicing Systems"Theoretical Computer Science. Vol.231. 157-170 (2000)
• [Publications] 横森貴: "分子コンピューティング-理論モデルの最前線"Computer Today. No.100. 16-27 (2000)
• [Publications] 横森貴: "ナチュラルコンピュテーション-生命現象から学ぶ新しい計算パラダイム"情報処理. V.41,no.8. 925-931 (2000)