| 研究課題/領域番号 |
16K06421
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
制御・システム工学
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| 研究機関 | 大分大学 |
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研究代表者 |
松尾 孝美 大分大学, 理工学部, 教授 (90181700)
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| 研究分担者 |
星野 修 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (00303016)
末光 治雄 大分大学, 理工学部, 助教 (50162839)
十時 優介 大分工業高等専門学校, 情報工学科, 講師 (70643120)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 光合成 / CAM植物 / フィードバック制御 / フィードフォワード制御 / 同期検出 / システム生物学 / 細胞同期 / 概日リズム / Vensim / 制御理論 / 非線形解析 |
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| 研究成果の概要 |
OwenらのSD(System Dynamics)モデルとBlasiusの4次微分方程式モデルを比較し，細胞外への炭水化物の流入出をどのように考えればよいのかを考察し，細胞内のCO2濃度の流束だけに細胞間のCO2濃度の差がフィードバックされる2細胞同期モデルを提案し，このフィードバック結合が同期にどのような影響を与えるのかを，MATLAB/Simulinkによりシミュレーションを行った．特に，光の強さを入力変数として用いる際は，パルス幅の値を大きすぎる値にすると，二細胞のずれが現れることがわかった．また，デンプンの細胞間伝達をモデル化するためにショ糖ホメオスタシスモデルを導入した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
理論的には，光合成内部の創発現象と他細胞に起因する外部信号に対する引き込み現象を非線形制御理論の立場から明らかにできる．非線形解析の立場からは，局所的成長度を意味するマルサス係数を推定する新規の手法が構築できる．CAM植物はパイナップル，サボテンなど乾燥環境に適した光合成機構をもっていることから，CAM植物のシステマティックな制御法は，食料生産の最大化，二酸化炭素削減効果の増大に寄与するものであり，人工的な制御法の確立は，CAM植物工場の実現に必要不可欠なものである．
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