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微生物と外部要因の相互作用に関する数理的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05276
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関岡山大学

研究代表者

渡辺 雅二  岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (30243546)

研究協力者 河合 富佐子  
Nova Tertia Delia  
Putri Arrival Rince  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード数学モデル / 数値シミュレーション / 逆問題 / ポリマー / 生分解 / 鳥インフルエンザ / 微生物
研究成果の概要

ポリマー生分解プロセスについては重量分布の時間ファクターに対する逆解析の手法に関する進展があった。また分解されたポリマーの一部は微生物の生育に利用され,残りは微生物の活動のために消費されることを想定した微生物個体数の変化に関するモデルが提案された。このモデルがポリエチレングリコールの生分解プロセスに適用され,逆問題の解が数値的に求められ,妥当性が数値シミュレーションにより検証された。養鶏場における鳥インフルエンザ感染プロセスに関しては,ウイルスの感染媒体や未感染個体と感染個体の月齢構造を考慮したモデルが示され,数値シミュレーションが行われた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候システムの温暖化には疑う余地がないことが指摘された中で,今後の気候変動の緩和に向け,二酸化炭素の発生源となり得る合成ポリマーの分解プロセスに関する知見を深めることが重要である。本研究では合成ポリマーの生分解に着目し,数学モデルと逆問題解析および数値シミュレーションによる研究が行われた。また今後鳥から人間,更には人間から人間への感染性を持つことが懸念され,また養鶏産業が多大な被害を被ってきた鳥インフルエンザに対し,養鶏場内での感染プロセスに着目し数学モデルと数値シミュレーションによる研究が行われた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 16件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Andalas University(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Inverse analysis for microbial depolymerization process of polyethylen glycol 40002019

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai
    • 雑誌名

      2018 International Conference on Computer, Communications and Mechatronics Engineering (CCME 2018) ISBN: 978-1-60595-611-4, DEStech Transactions on Computer Science and Engineering

      巻: - ページ: 688-694

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Bird Flu Infection Process Within a Poultry Farm with Age Structured Model2019

    • 著者名/発表者名
      Tertia Delia Nova. Arrival Rince Putri, and Masaji Watanabe
    • 雑誌名

      ICBSA 2018, International Conference on Basic Sciences and Its Applications, Volume 2019, KnE Engineering

      巻: - 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.18502/keg.v1i2.4426

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exponential Approximation of Consumption Rate of Carbon Source in Numerical Simulation of Microbial Depolymerization Process2019

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      International Journal of Advances in Science, Engineering and Technology (IJASEAT)

      巻: 7(刊行予定)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] APPLICATION OF THE NETON'S METHOD AND BISECTION METHOD TO THREE PARAMETER PROBLEM FOR MICROBIAL DEPOLYMERIZATION PROCESS2018

    • 著者名/発表者名
      MASAJI WATANABE, FUSAKO KAWAI
    • 雑誌名

      PROCEEDINGS OF ISER INTERNATIONAL CONFERENCE, Date: 1st - 2nd April, 2018 | Venue: Kuala Lumpur, Malaysia

      巻: - ページ: 38-42

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational analysis for biodegradation of exogenously depolymerizable polymer2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kawai F
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Materials Science and Engineering

      巻: 324 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NUMERICAL TECHNIQUES FOR SIMULATION OF MICROBIAL DEPOLYMERIZATION PROCESS WITH TIME FACTOR OF DEGRADATION RATE2018

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe, F. Kawai
    • 雑誌名

      Journal of Fundamental and Applied Sciences

      巻: 10-55 (Special Issue) ページ: 888-896

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Exogenous Type Microbial Depolymerization Process2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai
    • 雑誌名

      12th PATTAYA International Conference on Chemical, Agricultural, Biological and Environmental Sciences (PCABES-18)

      巻: - ページ: 85-91

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Microbial Depolymerization Process with Weight Distributions before and after Microbial Cultivation for One Week2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      Proceesings of The IRES INTERNATIONAL CONFERENCE, Date: 1st - 2nd August 2018 | Venue: Kuala Lumpur, Malaysia

      巻: - ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational study of bacterial depolymerization process of xenobiotic polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai
    • 雑誌名

      MATEC Web Conf., 2018 2nd International Conference on Material Engineering and Advanced Manufacturing Technology (MEAMT 2018)

      巻: 189, 02007 (2018) ページ: 1-7

    • DOI

      10.1051/matecconf/201818902007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Exogenous Type Microbial Depolymerization Process with Weight Distributions and Microbial Populaton2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai
    • 雑誌名

      Proc. Of The Seventh Intl. Conf. on Advances in Civil, Structural and Environmental Engineering - ACSEE 2018

      巻: - ページ: 19-22

    • DOI

      10.15224/978-1-63248-158-0-29

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exponential Approximation of Consumption Rate of Carbon Source in Numerical Simulation of Microbial Depolymerization Process2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 雑誌名

      Proceesings of The IIER INTERNATINOAL CONFERENCE, Date: 6th-7th December 2018 | Venue: Pattaya, Thailand

      巻: - ページ: 47-51

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational analysis for biodegradation of exogenously depolymerizable polymer2018

    • 著者名/発表者名
      M Watanabe and F Kawai
    • 雑誌名

      IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Published online: 6 April 2018. IOP Publishing

      巻: - ページ: 012015-012015

    • DOI

      10.1088/1757-899x/324/1/012015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on Bird Flu Propagation within a Poultry Farm based on Nonlinear Diffusion System2017

    • 著者名/発表者名
      74.Arrival Rince Putri, Tertia Delia Nova, and Masaji Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of 76th The IRES International Conference, Osaka, Japan, 8th - 9th August 2017

      巻: - ページ: 5-10

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Techniques for Analysis of Microbial Population with Residual Polymer in Microbial Depolymerization Process2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai
    • 雑誌名

      5th International Conference on Advances Engineering, Science, Technology and Sustainable Development (ESTSD-17) Sept. 28-30, 2017 Kuala Lumpur (Malaysia), ER0917409

      巻: - ページ: 77-84

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Bird Flu Infection Process within a Poultry Farm with Effects of Spatial Diffusion2017

    • 著者名/発表者名
      Arrival Rince Putri, Masaji Watanabe, Tertia Delia Nova
    • 雑誌名

      Universal Journal of Agricultural Research

      巻: 5(3) 号: 3 ページ: 190-196

    • DOI

      10.13189/ujar.2017.050302

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] APPLICATION OF THE NEWTON’S METHOD AND BISECTION METHOD TO THREE PARAMETER PROBLEM FOR MICROBIAL DEPOLYMERIZATION PROCESS2018

    • 著者名/発表者名
      MASAJI WATANABE, FUSAKO KAWAI (口頭発表,発表者:MASAJI WATANABE)
    • 学会等名
      ISER INTERNATIONAL CONFERENCE, Date: 1st - 2nd April, 2018 | Venue: Kyuala Lumpur, Malaysia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Study of Exogenous Type Microbial Depolymerization Process,2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako KawaiI (口頭発表,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      12th PATTAYA International Conference on Chemical, Agricultural, Biological and Environmental Sciences (PCABES-18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Study of Microbial Depolymerization Process with Weight Distributions before and after Microbial Cultivation for One Week2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako KawaiI (口頭発表,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      The IRES INTERNATIONAL CONFERENCE, Date: 1st - 2nd August, 2018 | Venue: Kuala Lumpur, Malaysia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Simulation of Exogenous Type Microbial Depolymerization Process with Weight Distributions and Microbial Populaton2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako KawaiI (口頭発表,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      7th International Conference on Advances in Civil, Structural and Environmental Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Numerical Techniques to Biological and Chemical Phenomena2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Basic Sciences and Its Applications (ICBSA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mathematical modeling and computational analysis of microbial depolymerization process2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe
    • 学会等名
      Malicussaleh International Conference on Social Science and Humanities Development (MICoSH) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical study of bird flu infection process with age structured model of susceptible population and infected population2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe
    • 学会等名
      2018 International Conference on Animal Production for Food Sustainability, ICAPFS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exponential Approximation of Consumption Rate of Carbon Source in Numerical Simulation of Microbial Depolymerization Process2018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako KawaiI (口頭発表,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      The IIER International Conference, Date: 6th-7th December 2018 { Venue: Pattaya, Thailand
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse analysis for microbial depolymerization process of polyethylen glycol 40002018

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako KawaiI (口頭発表,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      2018 International Conference on Mathematics, Modeling, Simulation and Statistics Application (MMSSA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational study of bacterial depolymerization process of xenobiotic polymers2018

    • 著者名/発表者名
      M Watanabe | F Kawai
    • 学会等名
      2018 2nd International Conference on Engineering Physics and Optoelectronic Engineering, Hanoi, Vietnam, March 23-26, 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Bird Flu Propagation within a Poultry Farm based on Nonlinear Diffusion System2017

    • 著者名/発表者名
      199.Arrival Rince Putri, Tertia Delia Nova, and Masaji Watanabe(口頭発表,発表年月日:2017年8月9 日,発表者:Arrival Rince Putri)
    • 学会等名
      International Conference on Multidisciplinary Research & Practice (ICMRP) 2017, Osaka, Japan, 9-10 August 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Techniques for Analysis of Microbial Population with Residual Polymer in Microbial Depolymerization Process2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai(口頭発表,発表年月日:2017年9月29日,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      5th International Conference on Advances Engineering, Science, Technology and Sustainable Development (ESTSD-17) Sept. 28-30, 2017 Kuala Lumpur (Malaysia), ER0917409
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Inverse Problem for Microbial Population in Biodegradation Process of Xenobiotic Polymer2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe and Fusako Kawai(口頭発表,発表年月日:2017年11月18日,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED SCIENCE AND MATHEMATICS (ICASM 2017), 17-18 NOVEMBER 2017, Ho Chi Minh, Vietnam
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational analysis for microbial depolymerization process of xenobiotic polymer2017

    • 著者名/発表者名
      202.M Watanabe, F Kawai,(口頭発表,発表年月日:2017年12月16日,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      2017 the 5th International Conference on Mechanical Engineering, Material Science and Civil Engineering (ICMEMSCE 2017), Paper ID: 34
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Deveopment in study of bird flu infection process within a poultry farm2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Tertia Delia Nova(口頭発表,発表年月日:2017年12月16日,発表者:Masaji Watanabe,発表者:Masaji Watanabe)
    • 学会等名
      第43回発展方程式研究会,2017年12月25-27日,日本女子大学目白キャンパス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Bird Flu Infection Process within a Poultry Farm with Effects of Spatial Diffusion2017

    • 著者名/発表者名
      Arrival Rince Putri, Masaji Watanabe, Tertia Delia Nova
    • 学会等名
      International Conference on Applied Science (ICAS), January 19-21, 2017
    • 発表場所
      Sapporo, Hokkaido, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inverse problem for microbial growth in biodegradation process of xenobiotic polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      平成28年度 日本数学会 中国・四国支部例会,平成29年1月22日(日)
    • 発表場所
      愛媛大学理学部S32講義室
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Techniques for Simulation of Microbial Depolymerization Process with Time Factor of Degradation Rate2017

    • 著者名/発表者名
      Masaji Watanabe, Fusako Kawai
    • 学会等名
      Recent Trend in Science and Engineering Research International Conference 2017, 17-18 February 2017
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling exogenous type microbial depolymerization processes of xenobiotic polymers2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺雅二,河合富佐子
    • 学会等名
      第42回発展方程式研究会, 2016年12月25日(日)~2016年12月27日(火)
    • 発表場所
      日本女子大学目白キャンパス,東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Masaji Watanabe's home page

    • URL

      http://www.ems.okayama-u.ac.jp/ems_2/watanabe/homeJapan.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

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