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ノイズや環境変化に頑健で機能的なネットワーク型力学系の設計と熱力学的特性

研究課題

研究課題/領域番号 24540417
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理物理・物性基礎
研究機関大阪電気通信大学

研究代表者

柳田 達雄  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (80242262)

研究分担者 中尾 裕也  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (40344048)
研究協力者 MIKHAILOV Alexander  Friz Haber Institure of the Max Plank Society
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードネットワーク / 同期 / 熱力学的特性 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 振動子 / 比熱異常 / Shottky anomaly / ネットワーク力学系 / 同期現象 / モンテカルロ法 / 熱力学的性質 / 統計力学 / ネットワーク型力学系 / 位相振動子 / マルコフ連鎖 / 力学系設計 / 国際情報交換 / 力学系 / 非線形
研究成果の概要

自然界には動的要素が非一様に相互作用して外乱に対して安定に機能するシステムが多く存在する. 例えば,細胞内における生化学反応や遺伝子発現では多数の機能分子が関与していながら安定なダイナミクスが創出されている.また,神経網も特別な結合構造を形成して安定に情報処理を行っている. 本研究は,ネットワーク型力学系がノイズや環境変動に抗して頑健に所与された機能を実現するダイナミクスの数理構造を探求した.ノイズ抗し頑健に機能創発するネットワー ク型力学系(同期特性の優れたネットワーク位相振動子)をマルコフ連鎖モンテカルロ法により具体的に設計しその熱力学的特性を明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Phase reduction approach to synchronization of spatiotemporal rhythms in reaction-diffusion systems2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, and Yoji Kawamura
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 4 号: 2 ページ: 021032-021055

    • DOI

      10.1103/physrevx.4.021032

    • NAID

      120006582330

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermodynamic characterization of synchronization-optimized oscillator networks2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Yanagita and Takashi Ichinomiya
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 90 号: 6 ページ: 062914-062924

    • DOI

      10.1103/physreve.90.062914

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase-Reduction Approach to Synchronization of Spatiotemporal Rhythms in Reaction-Diffusion Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita and Yoji Kawamura
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW X

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006582330

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase description of stable limit-cycle solutions in reaction-diffusion systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita and Yoji Kawamura
    • 雑誌名

      Procedia IUTAM

      巻: 5 ページ: 227-233

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of oscillator networks with enhanced synchronization tolerance against noise2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Yanagita and Alexander S. Mikhailov
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 85 ページ: 56206-56206

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The adjoint method provides phase response functions for delay-induced oscillations2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Kotani, Ikuhiro Yamaguchi, Yutaro Ogawa, Yasuhiko Jimbo, Hiroya Nakao, G. Bard Ermentrout
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: 44101-44101

    • NAID

      120006582191

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カオス的性質を持つ振動子ネットワークのモンテカルロ法による設計2015

    • 著者名/発表者名
      柳田達雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] エージェント ベース・ モデルによる市場構造のダイナミ クス2014

    • 著者名/発表者名
      柳田達雄,小野崎保
    • 学会等名
      RIMS共同研究「マクロ経済動学の非線形数理」
    • 発表場所
      京都大学(京都府・左京区)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimal entrainment of rhythmic patterns in reaction-diffusion systems by periodic spatiotemporal forcing2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, and Yoji Kawamura
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Oscillations & Dynamic Instabilities in Chemical Systems
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Schottky Anomaly In Easily Synchronizable Oscillator-Networks2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yanagita
    • 学会等名
      International Conference on Statistical Physics
    • 発表場所
      Rhodes, Greek
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Phase Reduction Analysis of Oscillatory Patterns in Reaction- Diffusion Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, Yoji Kawamura
    • 学会等名
      SIAM Conference on Applications of Dynamical Systems
    • 発表場所
      Snowbird, Utah, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 強束縛ひも状系のダイナミクス:末端部の運動性2013

    • 著者名/発表者名
      小西 哲郎、柳田達雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 反応拡散系の時間周期パターンの位相記述とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      中尾裕也,柳田達雄,河村洋史
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ネットワーク結合振動子のマルコフ連鎖モンテカルロ法による設計2012

    • 著者名/発表者名
      柳田達雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 溶媒中の強束縛ひも状系におけるエネルギー不均一性の形 成、維持、そして緩和2012

    • 著者名/発表者名
      小西 哲郎、柳田達雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of Oscillator Networks with Enhanced Synchronization and their Thermodynamic Properties Using the Monte Carlo Method2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yanagita
    • 学会等名
      The European Conference on Complex Systems 2012
    • 発表場所
      Brussels
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase-reduction analysis of coupled spirals in reaction-diffusion systems2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Nakao, Tatsuo Yanagita, and Yoji Kawamura
    • 学会等名
      XXXII Dynamics Days Europe
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 星型freely jointed chain におけるエネルギー分配

    • 著者名/発表者名
      小西 哲郎、柳田達雄
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Coupled Maps

    • URL

      http://www.scholarpedia.org/article/Coupled_maps

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 現象数理学研究室

    • URL

      http://phenomath.osakac.ac.jp/phenomath_j/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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