抽象化を活用したプロセス計算の自動生成

• 研究課題/領域番号: 23650066
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能情報学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 萩谷 昌己 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (30156252)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 探索 / 論理 / 推論アルゴリズム / プロセス計算 / DNA デバイス / グラフ書き換え系 / 抽象化 / 進化計算 / 自動合成 / DNAデバイス / 分子ロボティクス / 合成生物学

研究概要

DNAデバイスをモデル化するグラフもしくはグラフの集合を、局所構造(抽象ノードと呼ぶ)の集合として粗視化・抽象化する方法を開発した。この方法をもとに、抽象システムを進化的に探索することにより、各種の回路やオートマトンを実現するDNAデバイスの自動合成を行った。また、抽象化の方法をRNAiのシミュレーションに応用した結果、セグメント数が20個以上の複雑な場合のシミュレーションが可能となり、その結果、siRNAの濃度分布をシミュレーションにより再現することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Towards Co-evolution of Information, Life and Artificial Life, Natural Computing and Beyond (2013)
  • 著者名/発表者名: Masami Hagiy a and Ibuki Kawamata
  • 雑誌名: Proceedings in Information and Communications Technology 巻: Vol.6 ページ: 39-48
• [雑誌論文] Towards Co-evolution of Information, Life and Artificial Life, Natural Computing and Beyond (2013)
  • 著者名/発表者名: Masami Hagiya, Ibuki Kawamata
  • 雑誌名: Proceedings in Information and Communications 巻: 6 ページ: 39-48
  • DOI: 10.1007/978-4-431-54394-7_4
  • ISBN: 9784431543930, 9784431543947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abstraction of Graph-Based Models of Bio-Molecular Reaction Systems for Efficient Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano and Masami Hagiya
  • 雑誌名: Computational Methods in Systems Biology, 10th International Conference CMSB 2012,Lecture Notes in Bioinformatics, 巻: Vol.7605 ページ: 187-206
• [雑誌論文] In Silico Design Control of the Trade-Off Balance in Robustness and Fragility of Logical Circuits Using DNA Nanostructures, (2012)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Ibuki Kawamata, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, and Kazuhiro Oiwa
  • 雑誌名: IEEE NANO 2012 ページ: 1-6
• [雑誌論文] Abstraction of Graph-Based Models of Bio-Molecular Reaction Systems for Efficient Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano, Masami Hagiya
  • 雑誌名: Lecture Notes in Bioinformatics 巻: 7605 ページ: 187-206
  • DOI: 10.1007/978-3-642-33636-2_12
  • ISBN: 9783642336355, 9783642336362
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Silico Design Control of the Trade-Off Balance in Robustness and Fragility of Logical Circuits Using DNA Nanostructures (2012)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Ibuki Kawamata, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, and Kazuhiro Oiwa
  • 雑誌名: Nanotechnology (IEEE-NANO), 2012 12th IEEE Conference on 巻: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1109/nano.2012.6321946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tunable synthetic phenotypic diversification on Waddington's landscape through autonomous signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoji Sekine, Masayuki Yamamura, Shotaro Ayukawa, Kana Ishimatsu,Satoru Akama, Masahiro Takinoue,Masami Hagiya, and Daisuke Kiga:
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: Vol.108 ページ: 17969-17973
• [雑誌論文] Design of Molecular-Based Network Robots -Toward the Environmental Control (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Akio Nishikawa, Fumiaki Tanaka, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, and Kazuhiro Oiwa
  • 雑誌名: IEEE NANO 2011 ページ: 313-318
• [雑誌論文] Abstraction of DNA Graph Structures for Efficient Enumeration and Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Fumiaki Tanaka, and Masami Hagiya
  • 雑誌名: The 2011 International Conference on Parallel and Distributed Processing,Techniques and Applications (PDPTA'11), Technical Session on Mathematical Modeling and Problem Solving ページ: 800-806
• [雑誌論文] Tunable synthetic phenotypic diversification on Waddington's landscape through autonomous signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Sekine, R., Yamamura, M., Ayukawa, S., Ishimatsu, K., Akama, S., Takinoue, M., Hagiya, M., Kiga, D.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 巻: 108 号: 44 ページ: 17969-17973
  • DOI: 10.1073/pnas.1105901108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Molecular-Based Network Robots - Toward the Environmental Control (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Akio Nishikawa, Fumiaki Tanaka, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, and Kazuhiro Oiwa
  • 雑誌名: IEEE NANO 2011 巻: 2011 ページ: 313-318
  • DOI: 10.1109/nano.2011.6144361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abstraction of DNA Graph Structures for Efficient Enumeration and Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Fumiaki Tanaka, and Masami Hagiya
  • 雑誌名: The 2011 International Conference on Parallel and Distributed Processing, Techniques and Applications 巻: 2011 ページ: 800-806
  • 査読あり
• [学会発表] 化学反応系の複雑さと分子ロボットの知能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川又生吹, 萩谷昌己
  • 学会等名: 人工知能学会合同研究会第 51回分子生物情報研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス來往舎.
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] Abstraction of Graph-Based Models of Bio-Molecular Reaction Systems for Efficient Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano, and Masami Hagiya
  • 発表場所: The Royal Society, London, UK.
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] In Silico Design Control of the Trade-Off Balance in Robustness and Fragility of Logical Circuits Using DNA Nanostructures, (2012)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Ibuki Kawamata, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, andKazuhiro Oiwa
  • 学会等名: 12th IEEE Conference on Nanotechnology(IEEE-NANO) 2012
  • 発表場所: International Convention Centre,Birmingham, UK.
  • 年月日: 2012-08-22
• [学会発表] Enforcing Delays in DNA Computing Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Nathanael Aubert, Yannick Rondelez,Teruo Fujii, and Masami Hagiya
  • 学会等名: The 18th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Aarhus University, Aarhus, Denmark.
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] Towards Co-evolution of Information, Life and Artificial Life (2012)
  • 著者名/発表者名: Masami Hagiya and Ibuki Kawamata
  • 学会等名: 6th International Workshop on Natural Computing
  • 発表場所: University of Tokyo, Tokyo, Japan.
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Efficiency and Exactness of Simulations by Abstracting Graph Models for DNA and RNA Reaction Systems, (2012)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano, and Masami Hagiya
  • 学会等名: The 18th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Aarhus University, Aarhus, Denmark.
• [学会発表] Efficiency and Exactness of Simulations by Abstracting Graph Models for DNA and RNA Reaction Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano, and Masami Hagiya
  • 学会等名: The 18th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Aarhus University, Aarhus, Denmark
• [学会発表] The 2011 International Conference on Parallel and Distributed Processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Fumiaki Tanaka, and Masami Hagiya
  • 学会等名: Techniques and Applications
  • 発表場所: Las Vegas,USA.
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] Experimental Validation of Automatically Designed DNA Automaton (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata and M a sa mi H ag i ya
  • 学会等名: The 17th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Pasadena, USA.
• [学会発表] Abstraction of DNA Graph Structures for Efficient Enumeration and Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata
  • 学会等名: The 2011 International Conference on Parallel and Distributed Processing, Techniques and Applications
  • 発表場所: Las Vegas, USA
• [学会発表] Experimental Validation of Automatically Designed DNA Automaton (2011)
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata
  • 学会等名: The 17th International Meeting on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Pasadena, USA
• [学会発表] Abstraction of Graph-Based Models of Bio-Molecular Reaction Systems for Efficient Simulation
  • 著者名/発表者名: Ibuki Kawamata, Nathanael Aubert, Masahiro Hamano, and Masami Hagiya
  • 学会等名: The 10th Conference on Computational Methods in Systems Biology (CMSB2012)
  • 発表場所: The Royal Society, London, UK
• [学会発表] Enforcing Delays in DNA Computing Systems
  • 著者名/発表者名: Nathanael Aubert, Yannick Rondelez, Teruo Fujii, and Masami Hagiya
  • 学会等名: The 18th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming
  • 発表場所: Aarhus University, Aarhus, Denmark
• [学会発表] In Silico Design Control of the Trade-Off Balance in Robustness and Fragility of Logical Circuits Using DNA Nanostructures
  • 著者名/発表者名: Miki Hirabayashi, Ibuki Kawamata, Masami Hagiya, Hiroaki Kojima, and Kazuhiro Oiwa
  • 学会等名: 12th IEEE Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 2012
  • 発表場所: International Convention Centre, Birmingham, UK
• [学会発表] 化学反応系の複雑さと分子ロボットの知能
  • 著者名/発表者名: 川又生吹, 萩谷昌己
  • 学会等名: 人工知能学会合同研究会 第51回分子生物情報研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学 日吉キャンパス來往舎