| 研究課題/領域番号 |
20K04549
|
|---|
| 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21040:制御およびシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州工業大学 |
|---|
研究代表者 |
中茎 隆 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (30435664)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
|
|---|
| キーワード | 分子ロボティクス / DNA回路 / 合理的設計 / 制御理論 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、(1)信頼性の低い分子部品から信頼性の高いDNA回路を設計するための基礎論を確立し、(2)分子ロボットに搭載可能な高機能な制御回路を設計する。高機能な制御回路を設計することは、多種の分子部品を組み合わせた複雑なDNA回路を設計することを意味する。副反応はDNA回路の規模と共に爆発的に増加し、DNA回路の機能不全を引き起こす。「高機能な制御回路」を設計するためには、「信頼性の高いDNA回路」の設計法を確立する必要がある。
|
| 研究成果の概要 |
研究代表者らによって過去に構築された基礎理論「Finite-time regulation property」を発展させ，DNA反応系を２つの時間スケールモデルに変換し，DNA回路の動特性を制御工学における周波数応答解析にて評価する解析法を確立した。また，光応答性分子アゾベンゼンを用いて，DNAフィードバック制御回路を長時間駆動する方法法も確立した。
広く当該分野の魅力を社会に発信すべく，英語書籍「Molecular Robotics」の反応系設計に関する章の取りまとめと執筆（分担）を行い，体系的に当該分野における技術状況をまとめた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体分子で構成される分子ロボットは，様々な要素技術が統合された知的システムである。医療分野での応用が期待されている分子ロボットを実用化へと進展させる上で，高機能なDNA制御回路の実現が求められている。DNA回路の実態は化学反応系であり，その構成分子であるDNA鎖が分子部品となる。本研究では，DNA回路という高次非線形系に対して，特異摂動理論に基づく実用的な解析法を提案しており，制御理論の新たな拡張性を示唆している。また，分子ロボットの制御に必要なDNAフィードバック制御器を長時間駆動する設計法の確立は，分子ロボットの社会実装を進める上で必要不可欠となる技術である。
|
