フィードバック効果による孤立定在波の実現と情報処理への応用

• 研究課題/領域番号: 18684022
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 櫻井 建成 千葉大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60353322)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2007年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2006年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 非平衡 / 非線形物理学 / 非平衡開放系 / 反応・拡散系 / Belousov-Zhabotinsky反応 / 光フィードバック / チューリングパターン

研究概要

「リズム」の発生とそれを基にし「かたち(パターン)」を形成する化学反応(BZ反応)があります。本課題では、BZ反応に光フィードバックを付加した系において、そのパターンの制御を行いました。また数理解析を行うためのモデルを提案し、パターンの安定性について議論しました。それらの知見をもとに、時間的・空間的に発展するパターンを用いた画像処理手法を提案し、生体視覚システムとの共通性を議論しました。

研究成果

• [雑誌論文] Kinematic model of propagating arc-like segments with feedback (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai, K. Osaki, and T. Tsujikawa
  • 雑誌名: Physica D Vol.237 ページ: 3165-3171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Chemical Wave Segments with Free Ends (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai and K. Osaki
  • 雑誌名: Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulations Vol.13 ページ: 1067-1076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Image processing by a coupled non-linear oscillator system (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kurata, H. Mmahara, T. Sakurai, A. Nomura, and H. Miike
  • 雑誌名: Proc. 23rd Int. Tech. Conf. on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2008) ページ: 553-556
• [雑誌論文] Kinematic model of propagating arc-like segments with feed back (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai, K. Osaki, and T. Tsujikawa
  • 雑誌名: Physica D 237 ページ: 3165-3171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of Chemical Wave Segments with Free Ends (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai and K. Osaki
  • 雑誌名: Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulations 13 ページ: 1067-1076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Image processing by a coupled non-linear oscillator system (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kurata, H. Mmahara, T. Sakurai., A. Nomura, and H. Miike
  • 雑誌名: Proc. 23rd Int. Tech. Conf. on Circuits/Systems, Computers and Communications (ITC-CSCC 2008) 54 ページ: 35-49
• [雑誌論文] Global Well-Posedness and Exponetial Attractor for the Oregonator System with Global Feedback (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Osaki, T. Sakurai, S. Yoshikawa
  • 雑誌名: RESEARCH REPORTS OF UBE NATIONAL COLLEGE OF TECHNOLOGY 54 ページ: 35-49
• [雑誌論文] Stationary pattern formation in a discrete excitable system with strong inhibitory coupling
  • 著者名/発表者名: N. Kurata, H. Kitahata, H. Mahara, A. Nomura, H. Miike, and T. Sakurai
  • 雑誌名: Physical Review E (掲載決定済)
  • NAID: 120005373256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stationary pattern formation in a discrete excitable system with strong inhibitory coupling
  • 著者名/発表者名: N. Kurata, H. Kitahata, H. Mahara, A. Nomura, H. Miike, and T. Sakurai
  • 雑誌名: Physical Review E (掲載決定済)
  • NAID: 120005373256
  • 査読あり
• [学会発表] フィードバック項付き曲率モデルの提案 (2009)
  • 著者名/発表者名: 櫻井建成、大崎浩一、辻川亨
  • 学会等名: 第18回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 京都府京田辺市
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] Computing with Chemical reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai
  • 学会等名: 3rd Int. Workshop on Natural Computing
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Image Processing by a Coupled Non-Linear Oscillator System (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kurata,(T. Sakurai)
  • 学会等名: The 23rd International. Technical Confere nce on Circuits/Systems, Computers and Communications
  • 発表場所: 山口県下関市
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Onset and stability of stationary pattern in a spatially discrete excitable system, Czech-Japanese Seminar in Applied (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai
  • 学会等名: Mathematics 2008 (CJS2008)
  • 発表場所: 宮崎県高千穂町
  • 年月日: 2008-09-01
• [学会発表] Onset and stability of stationary pattern in a spatially discrete excitable system (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai
  • 学会等名: Czech-Japanese Seminar in Applied Mathem atics 2008(CJS2008)
  • 発表場所: 宮崎県高千穂町
  • 年月日: 2008-09-01
• [学会発表] レセプター欠損株を用いた走化性大腸菌のパターン形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川上裕典、櫻井建成
  • 学会等名: 第17回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2008-01-12
• [学会発表] 光BZ反応系における化学波の安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 塩入一希、櫻井建成
  • 学会等名: 第17回非線形反応と協同現象研究会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2008-01-12
• [学会発表] Kinematic model for stabilized chemical wave (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Sakurai
  • 学会等名: Mini workshop on pattern formation in reaction diffusion system with advection
  • 発表場所: チェコ・プラハ
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Stability of multi armed spiral wave (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Shioiri, T. Sakurai
  • 学会等名: Mini workshop on pattern formation in reaction diffusion system with advection
  • 発表場所: チェコ・プラハ
  • 年月日: 2007-09-12