2016 Fiscal Year Annual Research Report
Mathematical analysis for autonomous systems with self-recovery properties
| Project/Area Number |
25400199
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
上田 肇一 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (00378960)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 真正粘菌変形体 / 数理モデル / 自律分散システム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，真正粘菌変形体の移動運動に関する数理モデルの作成と，自律分散型ネットワークモデルの工学的応用に関する研究を行った。
真正粘菌変形体の移動運動には，先端部分における化学反応，細胞全体で発生する収縮弛緩運動，管構造の形成という３つの現象が関わっている。それらは，互いに相互作用することによって効率的な移動を実現すると考えられているが，その数理機構は解明されていない。本年度は，生物実験で観察される領域形状に応じて管が効率的な位置に配置される現象に着目し，その数理機構を考察した。上記３つの現象を組み込んだ数理モデルを作成し，数値実験を行った結果，先端形状に応じて管の位置が決定されることが明らかとなり，生物実験データ解析からもその数理機構の妥当性が検証された。
平成27年度に作成したネットワークモデルをロボットアームの制御に現れる，ある境界値問題に適用した。アームの長さなどの物理的拘束条件はネットワーク構造で表現され，解となるアームの位置はネットワークモデルの安定定常解として表現される。ネットワークモデルは物理的拘束条件を満たすアーム位置を自発的に発見することができ，目的物の位置が変化した際に新たな解を自発的に発見することが可能であることを数値実験により確認した。提案したモデルは自律分散システムであり，局所的な相互作用のみを仮定している。そのため，計算時間はアームの数の増加に対してほぼ比例して増加することを確認することができた。
|
