2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13680464
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
榊原 康文 東京電機大学, 理工学部, 教授 (10287427)
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| Keywords | DNAコンピュータ / 分子計算 / 学習 / 生体分子 / 超並列計算 / バイオテクノロジー / 計算理論 / ブール関数 |
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| Research Abstract |
平成13年度の研究計画は,分子計算理論の構築とそれに基づく帰納的学習アルゴリズムの設計である.
分子計算理論の構築として,DNA分子の濃度とDNA計算中のノイズやエラーとの関係を調べて,理論的な解析を行った.具体的には,DNA分子の濃度を適切に調節することにより,ノイズに頑強な近似的アルゴリズムが構築可能であることを理論的に証明し,それに基づいて近似的アルゴリズムの設計方法を開発した.本手法は,重みつき多数決アルゴリズムを基本に用いるものであり,正しい計算を行うDNA分子を増幅するというきわめて単純な戦略を用いる.また,この戦略を用いる近似的アルゴリズムが誤った出力を計算する確率を解析し,その確率が非常に小さいものであることを示した.
帰納的学習アルゴリズムの設計として,ブール式の帰納的学習を効率よく行う分子計算アルゴリズムの基本的な設計を行った.具体的には,ブール式のDNA分子への符号化の方法と分子生物学実験操作を用いたブール式の評価方法を開発し,この方法とあわせてDNA計算の超並列性を用いることによって学習問題が効率よく解けることを示した.さらに,分子計算理論の構築で開発した,ノイズに頑強な近似的アルゴリズムを設計する手法を適用することにより,ノイズやエラーに頑強なブール式を学習する帰納的学習アルゴリズムの開発にめどが立った.
また,膜の分割と結合による並列分子計算の方式や,新しいタイプの制限酵素を用いたDNA計算方式を開発し,分子計算理論の体系を充実した.
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[Publications] Sakakibara, Y., Kobayashi, S.: "Sticker Systems with Complex Structures"Soft Computing. 5・2. 114-120 (2001)
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[Publications] Kobayashi, S., Sakakibara, Y.: "Multiple Splicing Systems and the Universal Computability"Theoretical Computer Science. 264・1. 3-23 (2001)
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[Publications] Sakakibara, Y.: "Population Computation and Majority Inference in Test Tube"Proceedings of 7th International Meeting on DNA Based Computers. 84-93 (2001)
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[Publications] Sakakibara, Y.: "Probabilistic Logical Inference using Quantities of DNA Strands"Proceedings of Congress on Evolutionary Computation 2001(CEC2001). 797-804 (2001)
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[Publications] 長谷川好功, 榊原康文: "膜の分割と結合による並列分子計算の方式"情報処理学会第64回全国大会. 2. 219-220 (2002)
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[Publications] 今井裕史, 榊原康文: "新しいタイプの制限酵素を用いたDNA計算方式"情報処理学会第64回全国大会. 2. 221-222 (2002)
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[Publications] 榊原康文, 小林聡, 横森貴: "計算論的学習"培風館. 213 (2001)
