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2011 Fiscal Year Annual Research Report

変分解析を軸とした同期・引き込み最適化アルゴリズムの開拓と現実的問題への応用

Research Project

Project/Area Number 23360047
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

田中 久陽  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (20334584)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 徳田 功  立命館大学, 理工学部・マイクロ機械システム工学科, 准教授 (00261389)
福田 弘和  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (90405358)
千葉 逸人  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 助教 (70571793)
Keywords発振器(振動子) / 注入同期 / 変分解析 / CMOS発振回路 / 概日リズム制御 / genetic algorithm
Research Abstract

本研究の目的は,実用上重要な発振器(振動子)とその集団に対し、最適同期・引き込み制御の理論と設計アルゴリズムを系統的に開拓し構築することである。以下の内容が当該年度に実施された。
(i)単一の振動子に対し、変分解析をベースに同期・引き込み最適化アルゴリズムを系統的、網羅的に切り拓くこと。基礎理論として、環境雑音が無視出来る場合と、出来ない場合において、新規な枠組みが得られつつあり、また新規なgenetic algorithmの構築も並行して進んでいる。その結果、画期的な成果が得られ、特許出願、一流誌での出版を計画している。
(ii)さらに、すでに現時点までに得られている理論的成果ならびに予備的な実験結果を段階的に発展し(1)ベースバンド通信等で重要となる注入同期回路の引き込み能力最適化設計ならびに、(2)医療品等の生産に重要となる遺伝子組み換え(GM)植物の概日リズムの最適(高効率)引き込み制御において理論と実際の首尾一貫した体系を構築することを推進している。
以上を実施するために,当該年度には、モデリングとシミュレーションの作業を集中して行う目的で高性能の計算機を購入した。また分担研究、連携研究者との共同により、今後の研究の方向性を検討するためのワークショップの開催を行なった。また,当該分野の第一人者として著名なJuergen Kurths氏をこのワークショップに招聘し、今後の協力体制を整備した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画に先だち、十分な下準備が行なわれており、またワークショップの開催等により共同研究作業を活性化してきたことが良好な進捗に貢献していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後の推進方策として、理論的側面での進捗が著しい現状を踏まえ、応用に特化するフェーズを若干後ろにずらして研究計画のタイムスケジュールの見直しを行なう。

  • Research Products

    (16 results)

All 2012 2011

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] 連結型Rimless Wheelの受動歩行とその性能解析2012

    • Author(s)
      浅野文彦、井上遼祐、田中大樹徳田功
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌

      Volume: Vol.30, No.1 Pages: 107-116

    • DOI

      10.7210/jrsj.30.107

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synchronization analysis of choir singing2012

    • Author(s)
      Isao Tokuda, A.Kuwahara
    • Journal Title

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      Volume: Vol.3, No.2 Pages: 215-221

    • DOI

      10.1588/nolta.3.215

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 植物工場における体内時計の制御技術2012

    • Author(s)
      福田弘和、鵜飼和也
    • Journal Title

      化学工学

      Volume: vol.75, No.12 Pages: 802-806

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Engineering of Synchronization and Clustering of a Population of Chaotic Chemical Oscillators2011

    • Author(s)
      Craig G.Rusin, Isao Tokuda, Istvan Z.Kiss, John L.Hudson
    • Journal Title

      Angewandte Chemie

      Volume: Vol.50, Issue 43 Pages: 10212-10215

    • DOI

      10.1002/anie.201008194

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysing and Understanding the Singing Voice2011

    • Author(s)
      Malte Kob, Nathalie Henrich, Hanspeter Herzel, David Howard, Isao Tokuda, Joe Wolfe
    • Journal Title

      Current Bioinformatics

      Volume: Vol.6, No.3 Pages: 362-374

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mathematical Models and Numerical Schemes for the Simulation of Human Phonation2011

    • Author(s)
      Fariborz Alipour, Christoph Bruecker, Douglas D.Cook, Andreas Goemel, Manfred Kaltenbacher, Willy Mattheus, Luc Mongeau, Eric Nauman Ruediger Schwarze, Isao Tokuda, Stefan Zoerner
    • Journal Title

      Current Bioinformatics

      Volume: Vol.6, No.3 Pages: 323-343

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Subglottal pressure and fundamental frequency control in contact calls of juvenile Alligator mississippiensis2011

    • Author(s)
      Tobias Riede, Isao T.Tokuda, Colleen G.Farmer
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology

      Volume: Vol.214 Pages: 3082-3095

    • DOI

      10.1242/jeb.051110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase wave of gene expression in the mammalian central circadian clock network2011

    • Author(s)
      Hirokazu Fukuda, Isao Tokuda, Seiichi Hashimoto, Naoto Hayasaka
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: Vol.6, No.8 Pages: e23568

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0023568

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Center manifold reduction for a large population of globally coupled phase oscillators2011

    • Author(s)
      Hayato Chiba, et al
    • Journal Title

      Chaos

      Volume: 21 Pages: 043103

    • DOI

      10.1063/1.3647317

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 同期・引き込み現象と変分解析2011

    • Author(s)
      田中久陽
    • Journal Title

      電子情報通信学会非線形問題研究会

      Volume: vol., 111,No.62 Pages: 85-87

  • [Presentation] 皮質自発発火活動モデルにおける強EPSPのループと異常発火2012

    • Author(s)
      岩本隆広, 寺前順之介, 徳田功
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-24
  • [Presentation] A spectral theory of linear operators on Gelfand triplets2011

    • Author(s)
      Hayato Chiba
    • Organizer
      Emerging Topics on Differential Equations and their Applications
    • Place of Presentation
      天津、中国(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] Oscillator network modeling of circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus2011

    • Author(s)
      I.Tokuda, H.Herzel
    • Organizer
      26th Symposium on Biological and Physiological Engineering
    • Place of Presentation
      Ritsumeikan University, Japan
    • Year and Date
      2011-09-22
  • [Presentation] Theory and applications of optimal entrainment for energy efficient injection-locking oscillators2011

    • Author(s)
      H.Tanaka
    • Organizer
      Dynamics Days 2011
    • Place of Presentation
      University Oldenburg, Germany
    • Year and Date
      2011-09-15
  • [Presentation] Optimal Entrainment of Limit-Cycle Oscillators and its Applications to Communication Devices2011

    • Author(s)
      H.Tanaka, N.Sagayama, T.Harada, I.Kiss
    • Organizer
      Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2011)
    • Place of Presentation
      Kobe, Japan
    • Year and Date
      2011-09-05
  • [Presentation] Oscillator network modeling of circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus2011

    • Author(s)
      I.Tokuda, H.Fukuda, N.Hayasaka
    • Organizer
      3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics
    • Place of Presentation
      Niseko, Japan
    • Year and Date
      2011-06-12

URL: 

Published: 2013-06-26  

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