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生体リズム現象の機序解明を目指した力学系の縮約理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 14J10090
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関東京工業大学

研究代表者

紅林 亘  東京工業大学, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014 – 2015
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,170千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード非線形力学系
研究実績の概要

申請者が提案した理論に基づいて生体リズム現象を解析するための手法を提案し, さらに, 数値シミュレーションでの検証によってその有効性を示した. 具体的には, 下記二点[1及び2]を達成している. 1. まず, 共通のノイズ入力によってリズム素子集団の同期パターンを制御する手法を開発した. この手法では, ある所与の同期パターンを達成するために, 個々のリズム素子が受けるノイズ入力にフィルタ処理を施す. このフィルタを最適設計することにより, 所与の同期パターンが実現されることを本研究では示した. さらに, 通信ネットワークの同期制御などへの応用の可能性を示した. 2. また, 申請者が提案した一般化位相縮約法をさまざまな実システムに応用するため, 外力の最適なフィルタ処理法を確立した. 一般化位相縮約法を用いる際には外力を低周波成分と高周波成分とに分離するが, この外力の分離は一般化位相縮約法の近似精度を大きく左右する. 提案手法では, リズム素子の振幅成分の緩和時間を特徴付ける第ニフロケ指数と呼ばれる指標を用いることにより, 外力の最適な分離が可能であることを示した. すなわち, 第ニフロケ指数に対応するカットオフ周波数を持つローパスフィルタを用いることによって, 一般化位相縮約法の近似精度が最も高くなるように外力を分離することができる. 今後, 一般化位相縮約法をさまざまな実システムの理論解析や, 最適制御などの工学応用に利用する際に, 提案手法は重要な役割を演じると期待される.

現在までの達成度 (段落)

本研究課題は平成27年度の交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成27年度の交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A criterion for timescale decomposition of external inputs for generalized phase reduction of limit-cycle oscillators2015

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi, Sho Shirasaka, and Hiroya Nakao
    • 雑誌名

      NOLTA

    • 説明
      印刷中
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design and control of noise-induced synchronization patterns2014

    • 著者名/発表者名
      W. Kurebayashi, T. Ishiil, M. Hasegawa and H. Nakao
    • 雑誌名

      Europhysics Letters

      巻: 107 号: 1 ページ: 10009-10009

    • DOI

      10.1209/0295-5075/107/10009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 二次の位相モデルによる注入同期現象の解析2015

    • 著者名/発表者名
      紅林亘
    • 学会等名
      物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二次の位相モデルによる発振回路のロバストな同期現象解析2014

    • 著者名/発表者名
      紅林亘
    • 学会等名
      非線形問題研究会
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス(東京都)
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synchronization Analysis of Nonlinear Oscillators by a Quadratic Phase Model2014

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurebayashi
    • 学会等名
      NOLTA2014
    • 発表場所
      KKL Luzern (スイス・ルツェルン)
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 非線形モード分解によるネットワーク力学系のシステム同定2014

    • 著者名/発表者名
      紅林亘
    • 学会等名
      複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • 発表場所
      丸駒温泉(北海道)
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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