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IoT技術を適用したインフルエンザから高齢者を守る予防接種補助スキームのデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0262
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分62:応用情報学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

谷本 潤  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60227238)

研究分担者 一ノ瀬 元喜  静岡大学, 工学部, 准教授 (70550276)
伊東 啓  長崎大学, 熱帯医学研究所, 准教授 (80780692)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード数理疫学 / マルチエージェントシミュレーション / Vaccination Game / Intervention Game / 進化ゲーム理論 / 社会最適 / 新興感染症 / スーパーコンピュータ / 感染症 / ゲーム理論 / vaccination game / 複雑ネットワーク科学 / 進化ゲーム / 進化生物学 / パンデミック / ワクチン接種ジレンマ / IoT / 社会情報システム / インフルエンザ
研究開始時の研究の概要

予算制約から全ての高齢者に対して無制限の福祉を提供することは不可能だとしても,重症化による更なる高額医療費を未然に防ぎ,大感染を効率的に抑止出来るのなら,先制的予防接種の完全無料化も現実的選択肢の一つとなり得るかもしれない.その場合,どのような対象に,どのような公的補助スキームを導入することで,どれだけインフルエンザ流行の規模を低抑化出来,どうすれば社会のリスクとコストを最小化出来るのかを定量的に論じることは重要な視点となる.本研究では,そのコンセプトの実践・社会実装をIoTデバイスを利用した情報技術を採り入れることにより具体的に提案する.

研究成果の概要

情報通信技術を導入することで,疾病コスト,ワクチン接種,さらに公的補助を担保する追加税負担を含めた社会総コストを最小化する枠組みを示した.まず, SEIRSなどの各コンパートメントをモジュール上に組み立て,夫々の新興感染症予測する枠組みを示した.これにより,例えばワクチン接種の意思決定ダイナミクスを模擬するBehaviorモデルを連成した枠組みODE-Behaviorモデル連成システムへの道筋を得た.さらに,現実社会の物理接触ネットワーク,意思決定に影響する情報ネットワーク上でのVaccination Game,Intervention Gameを実装する巨大MASシステムを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

数理生物学をバックグラウンドにする世界最先端COE研究者と数理疫学,公衆衛生学,情報科学を専門にする本邦側若手アカデミックの協働が,社会物理学者(研究代表者)がmediator役と務めることで可能となった.プロジェクト成果としての論文発表は,プロジェクト期間中ながら既に30編を超える高い生産性を示した.感染症伝搬は,人間社会の複雑ネットワークを通じて生起する現象としての側面を有するが,本プロジェクトにより,原因側で元を絶つ,罹患する生体側で防御する対策と並んで,経路となる社会システムを適切に制御することで,感染を封じ込め,パンデミックを未然に防ぐ対策を構築できる可能性があることが示された.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 17件、 査読あり 21件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Max-Planck-Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Max-lanck研究所/進化生物学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ng injunctive social norms with evolutionary games2024

    • 著者名/発表者名
      Arefin, Md Rajib, Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 466 ページ: 128463-128463

    • DOI

      10.1016/j.amc.2023.128463

    • 関連する報告書
      2023 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] Small bots, big impact: solving the conundrum of cooperation in optional Prisoner's Dilemma game through simple strategies2023

    • 著者名/発表者名
      Sharma, G., Guo, H., Shen, C., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of the Royal Society Interface

      巻: 20 号: 204 ページ: 20230301-20230301

    • DOI

      10.1098/rsif.2023.0301

    • 関連する報告書
      2023 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] Social dilemma analysis on vaccination game accounting for the effect of immunity waning2023

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Itsuki、Arefin Md. Rajib、Tatsukawa Yuichi、Utsumi Shinobu、Hossain Md. Anowar、Tanimoto Jun
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons & Fractals

      巻: 171 ページ: 113426-113426

    • DOI

      10.1016/j.chaos.2023.113426

    • 関連する報告書
      2023 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] How committed individuals shape social dynamics: A survey on coordination games and social dilemma games2023

    • 著者名/発表者名
      Shen, C., Guo, H., Hu, S., Shi, L, Wang, Z., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      EPL

      巻: 144 号: 1 ページ: 11002-11002

    • DOI

      10.1209/0295-5075/acfb34

    • 関連する報告書
      2023 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] A Game-Theoretic Modeling Approach to Comprehend the Advantage of Dynamic Health Interventions in Limiting the Transmission of Multi-Strain Epidemics2022

    • 著者名/発表者名
      Alam, M., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics and Physics

      巻: 10 (12) 号: 12 ページ: 3700-3748

    • DOI

      10.4236/jamp.2022.1012248

    • 関連する報告書
      2022 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] Coupled spreading between information and epidemics on multiplex networks with simplicial complexes2022

    • 著者名/発表者名
      Fan, J., Zhao, D., Xia, C., Tanimoto, J.;
    • 雑誌名

      Chaos

      巻: 32 号: 11 ページ: 17341-17341

    • DOI

      10.1063/5.0125873

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolutionary Game Analysis For Sustainable Environment Under Two Power Generation Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Habib, Md. Ahsan, Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      EVERGREEN

      巻: 09 (02) ページ: 323-341

    • 関連する報告書
      2022 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] Investigating the trade-off between self-quarantine and forced quarantine provisions to control an epidemic: An evolutionary approach2022

    • 著者名/発表者名
      Khan, Md. Mamun-Ur-Rashid, Arefin, Md. R., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 432 ページ: 127365-127365

    • DOI

      10.1016/j.amc.2022.127365

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stochasticity of disease spreading derived from the microscopic simulation approach for various physical contact networks2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsukawa, Y., Arefin, Md. R., Utsumi, S., Kuga, K.
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 431 ページ: 127328-127328

    • DOI

      10.1016/j.amc.2022.127328

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of individual strategies for artificial and natural immunity with imperfectness and durability of protection2021

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A, Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Theoretical Biology

      巻: 509 ページ: 110531-110531

    • DOI

      10.1016/j.jtbi.2020.110531

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A co-evolutionary model combined mixed-strategy and network adaptation by severing disassortative neighbors promotes cooperation in prisoner’s dilemma games2021

    • 著者名/発表者名
      Miyaji, K., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons & Fractals

      巻: 143 ページ: 110603-110603

    • DOI

      10.1016/j.chaos.2020.110603

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Abrupt epidemic outbreak could be well tackled by multiple pre-emptive provisions-A game approach considering structured and unstructured populations2021

    • 著者名/発表者名
      Alam, M., Ida, Y., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons & Fractals

      巻: 143 ページ: 110584-110584

    • DOI

      10.1016/j.chaos.2020.110584

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Proposal of an apposite strategy-updating rule for the vaccination game where hubs refer to hubs and lower-degree agents refer to lower-degree agents2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Biosystems

      巻: 209 ページ: 104532-104532

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2021.104532

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of the baseline payoff on evolutionary outcomes2021

    • 著者名/発表者名
      Arefin, M. R., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 104 号: 4 ページ: 044314-044314

    • DOI

      10.1103/physreve.104.044314

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic utility: the sixth reciprocity mechanism for the evolution of cooperation2020

    • 著者名/発表者名
      Ito, H., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 7 号: 8 ページ: 200891-200891

    • DOI

      10.1098/rsos.200891

    • NAID

      120006988508

    • 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] Hypothetical assessment of efficiency, willingness-to-accept and willingness-to-pay for dengue vaccine and treatment: a contingent valuation survey in Bangladesh2020

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M., Hagishima, A.; Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal Human Vaccines & Immunotherapeutics

      巻: 2020 号: 3 ページ: 773-784

    • DOI

      10.1080/21645515.2020.1796424

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolution of cooperation in social dilemmas under the coexistence of aspiration and imitation mechanisms2020

    • 著者名/発表者名
      Arefin, M. R.., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 102 号: 3

    • DOI

      10.1103/physreve.102.032120

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Existence of fence-sitters relaxes the spatial prisoner’s dilemma and enhances network reciprocity2020

    • 著者名/発表者名
      Miyaji, K., Tanimoto, J
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 390 ページ: 125624-125624

    • DOI

      10.1016/j.amc.2020.125624

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary game theory modelling to represent the behavioural dynamics of economic shutdowns and shield immunity in the COVID-19 pandemic2020

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A, Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Royal Society Open Science

      巻: 7 号: 9

    • DOI

      10.1098/rsos.201095

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Based on mathematical epidemiology and evolutionary game theory, which is more effective: quarantine or isolation policy?2020

    • 著者名/発表者名
      Alam, M., Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: - 号: 3 ページ: 033502-033502

    • DOI

      10.1088/1742-5468/ab75ea

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modelling and analysing the coexistence of dual dilemmas in the proactive vaccination game and retroactive treatment game in epidemic viral dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Kabir, K. M. A., Tanimoto, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society A

      巻: 475 号: 2232 ページ: 20190484-20190484

    • DOI

      10.1098/rspa.2019.0484

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 裏切りに対する鋭敏性によって生じるレヴィ飛行が協力進化に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      一ノ瀬元喜, 千葉衿香, 佐山弘樹
    • 学会等名
      ゲーム理論ワークショップ2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Sensitivity and Lévy flights in spatial cooperation2020

    • 著者名/発表者名
      Genki Ichinose and Hiroki Sayama
    • 学会等名
      NetSci-X 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Reproduction Number of Sexually Transmitted Infections with Mother-to-Child Infection2020

    • 著者名/発表者名
      Morita S. Ito H. Yamamoto T.
    • 学会等名
      NetSci-X 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Why had periodical cicadas acquired periodicity and prime-numbered life cycles?2020

    • 著者名/発表者名
      Ito H.
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Mathematical Biology 2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数理モデルから考察する性感染症の存続性2020

    • 著者名/発表者名
      伊東啓、山本太郎、守田智
    • 学会等名
      日本生態学会第67回全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 観測エラー付き繰り返し囚人のジレンマゲームにおけるゼロ行列式戦略2019

    • 著者名/発表者名
      間宮安曇, 一ノ瀬元喜
    • 学会等名
      2019年度日本数理生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] GAES and UAE Laboratory

    • URL

      http://ktlabo.cm.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-10-10   更新日: 2025-01-30  

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