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開放進化系の複雑性-頑健性関係についての理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03449
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13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関東京大学

研究代表者

島田 尚  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90431791)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード頑健性、安定性 / 多様性 / 生態系 / 土壌微生物 / 社会系 / 感染接触項 / 非平衡相転移 / 頑健性 / 安定性 / 社会・経済系 / Wikipedia / 土壌微生物群集 / 開放系 / 系の頑健性 / 統計物理学 / 複雑ネットワーク / 開放系・進化系
研究成果の概要

本研究では、構成要素の追加と消滅の繰り返しに対する大規模なシステムの頑健性についての理論研究を発展させ、この理論的枠組みの現実問題への適用に挑戦した。理論の基としてきた簡単な模型に「休眠・猶予」の過程を取り入れた模型を解析することにより、より複雑な系や数理モデル群と関係を明らかにした。また、土壌微生物群集系や人流データと感染拡大率の関係、Wikipedia 編集関係などについての実データ解析から広義の生態系の特徴についての再考を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現実の大規模な系の多く(狭義の生態系のみならず生体系、社会・経済システム、工学システム等)は、構成要素の追加と消滅のプロセスにさらされている「開放進化系」であるので、その頑健性についての普遍な性質についての理解を深める事ができたことは意義深い。実際、モデリングにおける理論面での進展に加え、人-人の接触項や Wikipedia での編集者-記事関係などの個別の系の解析における結果は、それぞれの系へのより良い介入の仕方を与えるものともなった。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 10件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Aalto University(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Central European University(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Aalto 大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aalto University(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ecology of the digital world of Wikipedia2021

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Ogushi, Janos Kertesz, Kimmo Kaski, and Takashi Shimada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 18371-18371

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97755-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Balanced-imbalanced transitions in indirect reciprocity dynamics on networks2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Oishi, Shuhei Miyano, Kimmo Kaski, and Takashi Shimada
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 104 号: 2 ページ: 024310-024310

    • DOI

      10.1103/physreve.104.024310

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] グラフダイナミクスモデル系のガン牽制への相互作用の構造の影響2021

    • 著者名/発表者名
      島田尚, 小串典子
    • 雑誌名

      シミュレーション(日本シミュレーション学会) 2021年9月号 小特集「社会・組織におけるダイナミクスとネットワーク科学」

      巻: 40 ページ: 125-130

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 再帰的指標で読み解く Wikipedia 編集の生態系2021

    • 著者名/発表者名
      小串典子, 島田尚
    • 雑誌名

      シミュレーション(日本シミュレーション学会) 2021年9月号 小特集「社会・組織におけるダイナミクスとネットワーク科学」

      巻: 40 ページ: 131-136

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 外出人数とCOVID-19 実効再生産数のScaling 関係による人-人接触項の検証2021

    • 著者名/発表者名
      島田尚
    • 雑誌名

      第26回 交通流と自己駆動粒子系 シンポジウム(査読付き紀要)

      巻: ISSN 2434-5946 ページ: 23-26

    • 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] 関西圏におけるCOVID-19 の感染拡大率と外出人数の関係について2021

    • 著者名/発表者名
      黒田大地、島田尚
    • 雑誌名

      第26回 交通流と自己駆動粒子系 シンポジウム(査読付き紀要)

      巻: ISSN 2434-5946 ページ: 27-30

    • 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] 一次元周期系上の単純採餌運動の拡散係数2019

    • 著者名/発表者名
      島田尚、大平徹
    • 雑誌名

      第25回交通流と自己駆動粒子系のシンポジウム紀要 (http://traffic.phys.cs.is.nagoya-u.ac.jp/~mstf/pdf/mstf2019-07.pdf)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal inactivation enhances robustness in an evolving system2019

    • 著者名/発表者名
      F. Ogushi, J. Kertesz, K. Kaski, and T. Shimada
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 6 号: 2 ページ: 181471-181471

    • DOI

      10.1098/rsos.181471

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] “生態系”諸行無常と頑健性の統計物理学2018

    • 著者名/発表者名
      島田 尚, 村瀬洋介, 小串典子
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58 号: 5 ページ: 241-244

    • DOI

      10.2142/biophys.58.241

    • NAID

      130007492744

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Comparative Study of the Ecology of Wikipedia2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      Roles of Heterogeneity in Non-equilibrium collective dynamics (RHINO 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mean-field Approach to a Glassy Slow Dynamics in an Indirect Reciprocity Model on Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      Complex Networks: The 10th International Conference on Complex Networks and their Applications (Madrid, Spain)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of the digital knowledge ecosystem of Wikipedia2021

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Ogushi and Takashi Shimada
    • 学会等名
      Complex Networks: The 10th International Conference on Complex Networks and their Applications (Madrid, Spain)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 構成要素が入れ替わり続けるネットワークの頑健性について2021

    • 著者名/発表者名
      島田尚
    • 学会等名
      生理研シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Is Lotka-Volterra dynamics applicable for human contact?2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      Roles of Heterogeneity in Non-equilibrium collective dynamics (RHINO 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周期一次元系上の単純な採餌運動について2020

    • 著者名/発表者名
      島田尚、大平徹
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」(物性)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19 感染拡大率と外出人数との関係について2020

    • 著者名/発表者名
      島田 尚、水門善之、和泉潔
    • 学会等名
      日本数理生物学会年会(JSMB2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A mechanism of determining the robustness of evolving open system2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      FSP2019: Frontiers of Statistical Physics (Hongo Campus, Tokyo, Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Positive Role of Heterogeneity in Group Chase and Escape2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      Roles of Heterogeneity in Non-equilibrium collective dynamics (APCTP, 韓国)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土壌微生物の群集構造を数理で読み解く2019

    • 著者名/発表者名
      島田 尚、美世一守、大塚重人
    • 学会等名
      微生物生態学会第33回大会(山梨大学)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A positive role of temporal inactivation in evolving open systems2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada, Fumiko Ogushi, Janos Kertesz, Kimmo Kaski
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems 2019 (Nanyang Technological University, シンガポール )
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A positive role of heterogeneity of the agents in a model of group chase and escape2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      SWARM2019 (OIST)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the motions of chasers and foragers2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimada
    • 学会等名
      Self-Organization & Robustness of Evolving Many-Body Systems (RIKEN-RCCS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robustness and Plasticity of Ecological & Financial Systems2018

    • 著者名/発表者名
      T. Shimada
    • 学会等名
      The 6th International Workshop on Physics of Social Complexity (2018/6/1 POSTECH, 韓国)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] [依頼講演] 開放進化系の複雑性-頑健性関係について2018

    • 著者名/発表者名
      島田 尚
    • 学会等名
      複雑コミュニケーションサイエンス研究会 (2018/6/8 京都)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 変遷を続けるネットワーク系の頑健性について2018

    • 著者名/発表者名
      島田 尚
    • 学会等名
      経済・社会への分野横断的研究会 (2018/12/4 キヤノングローバル戦略研究所、東京)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 新しい再帰的指標によってWikipedia 編集者と記事の多様性を捉える

    • URL

      https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/foe/press/setnws_202109221410123108235153.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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