Social optimal design on the subsidy scheme utilizing advanced IoT technology to protect the elderly from an influenza pandemic
| Project/Area Number |
19KK0262
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 62:Applied informatics and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
谷本 潤 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60227238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
一ノ瀬 元喜 静岡大学, 工学部, 准教授 (70550276)
伊東 啓 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (80780692)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | パンデミック / ワクチン接種ジレンマ / 進化ゲーム / IoT / 社会情報システム / インフルエンザ / 数理疫学 / 進化ゲーム理論 |
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| Outline of Research at the Start |
予算制約から全ての高齢者に対して無制限の福祉を提供することは不可能だとしても，重症化による更なる高額医療費を未然に防ぎ，大感染を効率的に抑止出来るのなら，先制的予防接種の完全無料化も現実的選択肢の一つとなり得るかもしれない．その場合，どのような対象に，どのような公的補助スキームを導入することで，どれだけインフルエンザ流行の規模を低抑化出来，どうすれば社会のリスクとコストを最小化出来るのかを定量的に論じることは重要な視点となる．本研究では，そのコンセプトの実践・社会実装をIoTデバイスを利用した情報技術を採り入れることにより具体的に提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表者・谷本のオーガナイズの元，Max-Plank研究所／進化生物学研究所のTraulsen教授と2名の若手分担者は，以下の課題に取り組んだ．
伊東は，vaccination gameの基底をなすepidemiology modelのうち，特に母子感染，性感染のダイナミクスに注目，その数理モデルの概形を構築した．これを拡張してTraulsen教授の主導する感染症におけるウイルス変異ダイナミクスを取り込んだ数理モデルとのマージングに向けた数理学的準備に取り掛かった．
一ノ瀬は，vaccination gameの意思決定ダイナミクスの素過程の究明に向けて，他利的協力の生物学的進化ダイナミクスに大きな蓄積のあるTraulsen教授との密な討議のもと，①migrationを前提とする空間ゲームにおいて所謂Levy flightが協調進化に及ぼす影響を解明した．また，②対称ゲームにも，不拘，一方が他方に対して常に優越を保持する非対称な均衡を達成できる戦略として，近年，応用数理科学者の間で精力的に研究されているZero-Determinant戦略について，いくつかの重要な知見を得た．
谷本は，本課題の根幹をなす感染症の流行を封じ込める先制的ワクチン接種の社会的受容性を高めるため，疾病コスト，スキーム保持のための税負担を含む社会トータルコストを最小化しつつ，社会的弱者に対してワクチン接種インセンティブを補償する最適な補助金スキームについて検討した．谷本らが開発し，Traulsen教授のコミットメント仰ぎながら精緻化してきたvaccination gameの基盤モデルに，複雑社会ネットワーク上での情報伝搬ダイナミクス，上記の補助金スキームを動的に組み込んだモデルを構築することに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初期計画で想定した3人の研究者の緒課題の着手には，遺漏なく成功し，概ね期待通りの成果を得ている．プロジェクト開始いまだ1年が経過していないので，英文原著論文としての研究成果積み上げは大きくはない．が，2年時以降は，成果物の出力も経年的に向上していくものと思料される．
さて，国際共同研究(B)の最大の眼目であるTrauslsen教授の主催するMax-Plank研究所／進化生物学研究所との協働についてであるが，個別課題の共同研究は概ね十町であるものの，先方への直接訪問，およびTraulsen教授の招聘に関しては，一連のコロナ禍により今後の先行きが不分明な状況になっている．年次計画の弾力的微調整などにより対応してく方針である．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記した通り，日独の遠隔地で4名の研究者が濃密なコミットメント維持しながら円滑な協働体制を如何に維持するかが大きな障害となりつつある．現状では2020年度に予定していた相互の滞在は延期とせざるを得ない状況となっている．一方，大学や研究機関では，講義，会議に多点接続したネットワークを利用する試みが，このコロナ禍を受けて一気に進みつつある．これらのインフラを利用しながら，あたかも相互訪問しながら協働するような体制の構築に，現下，取り組んでいるところである．
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
