2022 Fiscal Year Annual Research Report
ネットワークシステムの無秩序性を活用した協調動作安定化とその制御・設計
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20K19881
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
杉谷 栄規 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (40780474)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 振動停止現象 / 同期現象 / 結合発振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，非線形科学分野の中で研究されている協調動作の中でも，工学システムと結びつきが強い同期現象と振動停止現象に着目し，「ネットワーク内の無秩序性により，秩序だった協調動作がどのように誘発されるのか」について検証を深め，制御工学などを駆使し，工学分野の視点から最適な無秩序性を設計することを目的としている．研究の成果を同期現象と振動停止現象に分けて報告する．同期現象に関しては，複雑なリズムを持つ振動子を３つ結合した系において，無秩序がない場合に振動子が同期しない結合の強さで各振動子を結合しておいて，そこから徐々に時定数に分散（無秩序性）を与えた．その結果，ある分散値で振動子のカオス同期が観測された．今回の成果は，自然界に存在する無秩序性（バラバラ具合）が，同期現象の誘発を促進しているという大変興味深いものである．また，これまで工学分野においては，振動をそろえる（同期させる）には，できるだけ各システム（振動子）をそろえる必要があるという先入観を持っていたが，本研究の成果が応用できれば，適切な無秩序性により，これまでより簡単に同期の誘発が行えたり，同期の安定性を強めたりなどが可能になる．振動停止現象においては，振動子の各周波数を適切にずらすことで周波数のズレがない場合よりも弱い相互作用で振動停止現象の発生を確認した．この成果は，熱音響システムのように相互作用の強さに上限がある工学系で活用できる可能性が高い．また，ツリー構造振動子ネットワークにおいて，無秩序な相互作用で生じる振動停止現象の安定性を解析する手法を提案した．これまでは，相互作用が全て同一の場合でしか安定性を解析する方法がなかったので，本成果は，解析できるネットワークの幅を大幅に拡張したと言える．
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Research Products
(3 results)
