| 研究課題/領域番号 |
19H04204
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
小林 聡 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (50251707)
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| 研究分担者 |
小宮 健 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (20396790)
藤本 健造 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90293894)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | 分子コンピュータ / 分子ロボティクス / 計算モデル / 分子計算 / DNAコンピュータ / DNA計算 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，従来のDNAコンピュータがベースとしている DNA 配列に情報処理機能をプログラミングするというアプローチから転換して，光照射や温度変化のような環境因子の変化系列（制御信号系列と呼ぶことにする）に個々の情報処理機能をプログラミングことにより，外部からの信号で多機能性を実現する汎用的な DNA コンピュータを設計する枠組みを提案することを目的とする．この目的の達成のため，外部信号によって制御される分子コンピュータの計算理論と，そこで得られる指針に基づいた設計基盤を構築する．これにより，DNAコンピュータの設計に新たな潮流を生み出す．
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| 研究成果の概要 |
外部から信号系列を与えることによってさまざまな計算機能を実行することのできる分子コンピュータの設計基盤を与えるために，未知の振舞いをもつ制御付き計算モデルの理論，信号に応答する DNA デバイスの開発，DNAデバイス設計のための配列設計システムの構築，複数の DNA デバイスのシステム化に向けたデータや知見の蓄積を行った．理論と実験の連携をしながら，システム化においては，不可逆性の度合いに応じて機能を区分けして設計することの重要性を認識した．また，新しい光応答性塩基の開発により，１塩基レベルの入力の違いを情報処理に反映する技術を得た．これは，新しい制御付き計算モデル開拓への大きな刺激となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の DNA コンピュータは，各計算機能ごとに DNA 配列を設計して実装する必要があったが，本研究は，外部からの信号（光照射や温度変化）系列による制御により，さまざまな計算機能を実現できる新しい分子コンピュータを提案し，そのような分子コンピュータによって何ができるのかを明らかにするために必要となる計算理論を構築した．これまでは，DNA 配列に計算機能をプログラミングしていたが，本研究により，外部信号系列にプログラミングするという新しい分子コンピュータの可能性を開拓した．
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