| 研究課題/領域番号 |
19KK0261
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分62:応用情報学およびその関連分野
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
オベル加藤 ナタナエル お茶の水女子大学, 基幹研究院, 講師 (10749659)
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| 研究分担者 |
川又 生吹 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30733977)
佐藤 佑介 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (60830560)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | Molecular robotics / Swarm / Collective behaviors / Reaction-Diffusion / Microfluidics / Quality-Diversity / Evolutionary algorithms / Swarm robotics / Microtubules / PEN DNA toolbox / Molecular Robotics / Collective Behaviors / Evolutionary Algorithm |
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| 研究開始時の研究の概要 |
This project aims to find optimal conditions for the emergence of robust cooperative behaviors in a swarm of molecular robots. During a past collaboration with the International collaborators, we implemented a swarm of one million molecular robots capable of simple aggregation. We will build onto that platform to test and implement new molecular robotic systems, using simulation and evolutionary optimization on the theoretical side, and in-vitro implementation on the experimental side. Furthermore, implementation in a standard fleet of small robots to bridge the reality gap.
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| 研究成果の概要 |
本研究では、分子ロボット集団の協調的かつロバストな群行動を創発するための最適条件を探った。集団を構成する個体が他の個体と協調して意思決定を行うことは、自然界で見られるクオラムセンシングなどのように、群行動において本質的に重要である。本研究では集団全体の振る舞いを外部刺激によって決定するのではなく、個体間の「協調的な」群行動によって創発させた。さらに、通信にノイズがある環境下でも、集団に狙い通りの「ロバストな」振る舞いをさせる条件を探ることに成功した。上記の結果は、シミュレーション、（通常の）小型ロボットの群れ、および分子ロボットの3種類のシステムそれぞれの振る舞いを検証することで評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究が該当する分子ロボティクス分野は、医療や生物学、スマートマテリアルへの応用可能性を秘めており、学術的意義は大きい。特に分子ロボットの集団運動能力を向上させることは、耐故障性や冗長性の観点で性能向上に大きく寄与するため、さまざま波及効果があると期待される。
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