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時間遅れフィーバック法を用いた確率システムにおける拡散現象の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K03433
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12040:応用数学および統計数学関連
研究機関立正大学

研究代表者

小林 幹  立正大学, 経済学部, 准教授 (10547011)

研究分担者 安東 弘泰  筑波大学, システム情報系, 准教授 (20553770)
竹原 浩太  東京都立大学, 経営学研究科, 准教授 (70611747)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード確率制御 / 遅れ時間フィードバック制御 / 拡散現象 / 確率微分方程式 / ノイズ誘起現象 / 力学系 / 確率過程 / 制御理論 / 確率論 / カオス / 複素解析 / カオス制御 / ノイズ / 遅れ時間
研究成果の概要

本研究は, 時間遅れフィードバック法を用いて確率過程の拡散現象を制御する手法を確立し, その手法の数理的正当性を示し, そして様々な確率システムへこの手法を適用することが主な目的である. 本研究の主な結果は以下に示す4つである. (1)白色ガウスノイズの加わる線形システムにおける制御の妥当性の数学的証明 (2)一般的なノイズ, 主としてカオスノイズ, への拡張 (3)非線形システムで見られるノイズ同期現象への適用 (4)ランダム力学系のカオス制御への適用.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は, 確率過程の拡散制御を力学系のアイディアに基づいて構築し, 拡散現象をきめ細やかに制御する(拡散現象の拡散係数を任意の値にする)ことに成功した初めての研究である . これはノイズ制御の意味で大変意義のあるものであると考えている. 応用上, ノイズの影響を小さくすることでシステムのパフォーマンスを上げたり, 逆にノイズを積極的に使用してシステムのパフォーマンスの向上を図る場合において, ノイズ制御は必須の技術であり, この技術の基礎となる理論を構築したという意味で学術的社会的意義は大きいと思われる.

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dynamical system analysis of a data-driven model constructed by reservoir computing2021

    • 著者名/発表者名
      M. U. Kobayashi, K. Nakai, Y. Saiki, N. Tsutsumi
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 104 号: 4 ページ: 044215-044215

    • DOI

      10.1103/physreve.104.044215

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model of computing with road traffic dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Ando Hiroyasu、Chang Hanten
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 12 号: 2 ページ: 175-180

    • DOI

      10.1587/nolta.12.175

    • NAID

      130008020128

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple transition of synchronization by interaction of external and internal forces in bursting oscillator networks2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Koyama; Hiroyasu Ando; Kantaro Fujiwara
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 12 号: 3 ページ: 545-553

    • DOI

      10.1587/nolta.12.545

    • NAID

      130008060802

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マイナス金利モデルについて―金利デリバティブの視点から―2020

    • 著者名/発表者名
      竹原浩太
    • 雑誌名

      オペレーションズ・リサーチ

      巻: 66 ページ: 381-388

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Privacy Preserving Data Sharing by Integrating Perturbed Distance Matrices2020

    • 著者名/発表者名
      H. Chang, H. Ando
    • 雑誌名

      SN Computer Science

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of External and Internal Forces on Synchronization of Bursting Oscillator Networks2020

    • 著者名/発表者名
      K. Koyama, H. Ando, K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Proceedings of The 2020 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2020)

      巻: 1 ページ: 131-134

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] エコーステートネットワークの予測能力に関する活性化関数の影響2019

    • 著者名/発表者名
      張 瀚天・中岡慎治・安東弘泰
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術研究報告

      巻: 119 ページ: 27-30

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 時間遅れフィードバック制御の確率システムへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      安東弘泰 小林幹 竹原浩太
    • 雑誌名

      自動制御連合講演会

      巻: 61

    • NAID

      130007546874

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconstruction of nonhyperbolic properties in chaotic dynamical systems by a data-driven model using reservoir coputing2023

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      国際会議「Workshop on ergodic theory, dynamical systems and climate sciences」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Random dynamical systems with delay-time control2022

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      RIMS共同研究「ランダム力学系・非自励力学系研究の展望:理論と応用」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 時間遅れフィードバックによるゆらぎの拡散制御2022

    • 著者名/発表者名
      安東弘泰
    • 学会等名
      RIMS共同研究「時間遅れ系と数理科学:理論と応用の新たな展開に向けて」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Monte Carlo Acceleration with Asymptotic Expansion around Non-Gaussian Distributions2020

    • 著者名/発表者名
      Kohta Takehara
    • 学会等名
      The second SMU-TMU Joint Workshop on Mathematical Finance and Financial Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間遅れフィードバック法を用いた決定論的拡散の制御2019

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      日本応用数理学会2019年度年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間遅れフィードバック法を用いたポテンシャル中のブラウン運動の制御2019

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] システムに対するリザバー計算の予測性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      安東弘泰
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Approximations to SABR-type models2019

    • 著者名/発表者名
      Kohta Takehara
    • 学会等名
      Quntitative Methods in Finance 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Approximations to SABR-type models2019

    • 著者名/発表者名
      竹原浩太
    • 学会等名
      The First SMU-TMU Joint-Workshop on Mathematical Finance and Financial Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of random walkers with time delayed feedback2018

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      14th IFAC Workshop on time delay systems
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-delayed feedback control of diffusion in random walkers - Analysis -2018

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      675. WE-Heraeus-Seminar on “Delayed Complex Systems”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of deterministic diffusion in chaotic systems with time-delayed feedback control2018

    • 著者名/発表者名
      小林幹
    • 学会等名
      NOLTA 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-delayed feedback control of diffusion in random walkers -Phenomena-2018

    • 著者名/発表者名
      安東弘泰
    • 学会等名
      675. WE-Heraeus-Seminar on “Delayed Complex Systems”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間遅れフィードバック制御の確率システムへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      安東弘泰
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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