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連続空間に配置されたマルチエージェントによる感染シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 21K12064
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61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関創価大学

研究代表者

畝見 達夫  創価大学, 理工学部, 教授 (50151915)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード感染シミュレーション / マルチエージェントモデル / 並列分散処理 / シナリオ分析 / 新型コロナウイルス感染症 / 人流・集会モデル / 合成人口 / 感染症対策 / マルチエージェント / 視覚化 / 並列計算応用
研究開始時の研究の概要

連続値座標系をもつ2次元空間内に配置されるマルチエージェントに基づいた感染シミュレータについて,課題提案者らがこれまでに開発したシステムを発展させ,新型コロナウイルスに限らず,インフルエンザなど様々に性質の異なる感染症の流行について汎用的に適用可能なシステムを構築する。シミュレーション自身を高性能計算サーバで実行し,その操作や監視を汎用のウェブブラウザから行えるようウェブサービスとして実装する。

研究成果の概要

COVID-19 を想定した感染ダイナミクスのマルチエージェントシミュレータを開発し、各時点における流行状況を再現するとともに、あり得るシナリオに沿ったその後の状況についての分析を可能とする統計処理ツール、および、視覚化ツールを開発・実装した。本モデルの特徴は、エージェント1つを人口1人に対応させ、行動モデルに基づいて2次元空間上を移動させ、個体の特性の集合結果としての、接触頻度の過多および集団免疫の達成度により流行のダイナミクスを模擬する点である。100万人規模のシミュレーションに耐えるよう並列計算による時間短縮を実現し、同時に様々なパラメータ設定を容易にする機能を実装した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2020年から23年初頭にかけて世界中で流行した新型コロナウィルス感染症 (COVID-19) は、過去に人類が経験した感染流行とは異なる特徴があり、対策の策定も困難を極めた。本研究で開発実装したシミュレータは、内閣府の対策室が組織したシミュレーションチームでも利用され、緊急事態宣言の発出規模と時期やワクチン接種戦略の決定にも重要な参考資料を提出してきた。シミュレータ開発の経験は、つぎに再び起きる可能性のある新たな感染症への速やかな対応のための構えの整備にすいても示唆を与えるものとなった。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Population-Level Immunity for Transient Suppression of COVID-19 Waves in Japan from April 2021 to September 20222023

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Kodera , Haruto Ueta , Tatsuo Unemi , Taisuke Nakata , Akimasa Hirata
    • 雑誌名

      Vaccines

      巻: 11 号: 9 ページ: 1457-1457

    • DOI

      10.3390/vaccines11091457

    • 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
  • [学会発表] Individual-based Epidemic Simulator and Its Visualization as Generative Art2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Unemi
    • 学会等名
      the 25th Generative Art Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Individual-based epidemic simulator with vaccination and virus variants for scenario analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Unemi
    • 学会等名
      International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 模擬感染1: 個体ベース感染シミュレータ

    • URL

      http://www.intlab.soka.ac.jp/~unemi/SimEpidemic1/info/index-ja.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] SimEpidemic 個体ベース感染シミュレータ 技術文書

    • URL

      http://www.intlab.soka.ac.jp/~unemi/SimEpidemic1/info/simepidemic-docs.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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