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微生物の生存戦略を組み込んだ確率的ニューロコンピューティングの実現

研究課題

研究課題/領域番号 25280092
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

尾笹 一成  国立研究開発法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (10231234)

研究協力者 Song Simon  Hanyang University, Department of Mechanical Engineering, Professor
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2013年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードソフトコンピューティング / 生物物理 / 微生物 / 生存戦略 / 確率的情報処理
研究成果の概要

生物の持つ多様性や生存戦略を情報処理に利用することで、より柔軟な処理や機知に富んだ判断を計算機上で実現することが期待される。本研究では、遊泳性微生物ミドリムシの生存戦略行動と多様性を実験で明らかにし、それらをソフトコンピューティング機能として実装することを目指して研究を行った。ノイズ振動子を状態変数としたニューロコンピューティングと粒子シミュレーションタイプのニューロコンピューティングを対象とした。組み合わせ最適化などの問題に対して、短時間に近似解を次々に獲得する機能を実現した。さらに、確率的な計算ルールの適用という新しいアプローチによって、確率的ニューロコンピューティングを実現した。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Hanyang University(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Temporal change of photophobic step-up responses of Euglena gracilis investigated through motion analysis2017

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, S.Tamaki, T.Ishikawa, M.Maeda
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 12 号: 2 ページ: e0172813-e0172813

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0172813

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Autonomous oscillation/separation of cell density artificially induced by optical interlink feedback as designed interaction between two isolated microalgae chips2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 24602-24602

    • DOI

      10.1038/srep24602

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Toxic Effect Monitoring by Analyzing Swimming Motions of Microbial Cells Confined in Microfluidic Chip with Micro-Trench Flow Injection2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 雑誌名

      Procedia Eng.

      巻: 168 ページ: 1450-1453

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2016.11.414

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Autonomous Pattern Formation of Micro-organic Cell Density with Optical Interlink between Two Isolated Culture Dishes2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Artificial Life

      巻: 21 号: 2 ページ: 234-246

    • DOI

      10.1162/artl_a_00159

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Real-time analysis of chemotactic motion of Euglena cells confined in a microchip toxicity sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater.

      巻: 644 ページ: 185-188

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.644.185

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chemical sensing via chemotaxis of Euglena confined in an isolated micro-aquarium2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater.

      巻: 605 ページ: 95-98

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.605.95

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analog Feedback in Euglena-Based Neural Network Computing ―Enhancing Solution-Search Capability through Reaction Threshold Diversity among Cells―2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Neurocomput.

      巻: 140 ページ: 291-298

    • DOI

      10.1016/j.neucom.2014.03.009

    • 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] Transient freezing behavior in photophobic responses of Euglena gracilis investigated in a microfluidic device2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 55 号: 10 ページ: 1704-1712

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu101

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Toxicity Sensing by Using Chemotactic Reaction of Microbial Cells Confined in Microfluidic Chip2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Procedia Eng.

      巻: 87 ページ: 512-515

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2014.11.422

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Euglena-based neurocomputing with two-dimensional optical feedback on swimming cells in micro-aquariums2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Appl. Soft Comput.

      巻: 13 ページ: 527-538

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluidic Gas Sensing with Living Microbial Cells Confined in A Microaquarium2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater.

      巻: 543 ページ: 431-434

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gas/liquid sensing via chemotaxis of Euglena cells confined in an isolated micro-aquarium2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa、他
    • 雑誌名

      Lab Chip

      巻: 13 ページ: 4033-4039

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ミドリムシの光応答に基づいたニューロコンピューティング2017

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      NI-SIGNAC-CCS合同研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロフルイディクスを利用した走化性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      第90回日本細菌学会総会、ワークショップ「ミクロな微生物社会を掴む新技術」
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Logic Pattern Operation Using Two Separated Groups of Euglena Cells in Microchips by Optical Crosslink Feedback2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 学会等名
      20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2016)
    • 発表場所
      Dublin, Ireland
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toxic Effect Monitoring by Analyzing Swimming Motions of Microbial Cells Confined in Microfluidic Chip with Micro-Trench Flow Injection2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 学会等名
      EuroSensors2016
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Euglena-Inspired Neurocomputing with 256 Photo-Responsive Noise Oscillators2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 学会等名
      Unconventional Computation and Natural Computation 2016 (UCNC2016)
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Artificial Interaction between Two Isolated Micro-Algae Populations for Autonomous Pattern and Rhythm Formation2016

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Won, S.Song, M.Maeda
    • 学会等名
      15th International Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems (ALife2016)
    • 発表場所
      Cancum, Mexico
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ユーグレナの光忌避運動にみるセルの性質の多様化2016

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成、前田瑞夫
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第32回研究集会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ユーグレナの光忌避運動の変遷2015

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第31回研究集会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Motion Analysis of Euglena Cells Swimming in a Microfluidic Chip for Environmental Toxicity Biosensing2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2015)
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 年月日
      2015-10-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光フィードバックによるミドリムシへの人工フェロモン効果2015

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      日本物理学会 2015 年秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Adaptation of Euglena Cells to Blue Light Investigated with Optical Feedback System2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      Multinational Congress on Microscopy 2015 (MCM2015)
    • 発表場所
      Eger, Hungary
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differences in photophobic response between Euglena gracilis and Chlamydomonas reinhardtii2015

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      10th European Biophysics Congress (EBSA2015)
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell Multiplication and Movement Analysis of Swimming Euglena Confined in a Flow-isolated Micro-aquarium2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2014)
    • 発表場所
      Austin, USA
    • 年月日
      2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミドリムシの化学走性を利用した細胞毒性モニターチップ2014

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      第75回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌、北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Toxicity Sensing by Using Chemotactic Reaction of Microbial Cells Confined in Microfluidic Chip2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      Eurosensors 2014
    • 発表場所
      Brescia, Italy
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Toxicity sensor using Euglena living cells confined in a microfluidic chip2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      RSC-Tokyo International Conference
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Connection-Path Network Computing by Artificial Pheromone Effects for Euglena Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      Unconventional Computation and Natural Computation 2014 (UCNC2014)
    • 発表場所
      Ontario, Canada
    • 年月日
      2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Real-time analysis of chemotactic motion of Euglena cells confined in a microchip toxicity sensor2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      4th International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers (ICMAST2014)
    • 発表場所
      Bilbao, Spain
    • 年月日
      2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Optical interlink-feedback between two isolated culture dishes of Euglena toward cooperative/competitive bio-computing2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      Unconventional Computation and Natural Computation 2013 (UCNC2013
    • 発表場所
      Milano, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Chemical sensing via chemotaxis of Euglena confined in an isolated micro-aquarium2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      3rd International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers (ICMAST2013)
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electromagnetic Wave Sensing of Euglena gracilis Viability and Quantification2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      3rd International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers (ICMAST2013)
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cell Movement Tracking of Euglena Gracilis Confined/Multiplying in An Isolated Micro-Aquarium2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      EMBO/EMBL Symposium 2013: Seeing is Believing - Imaging the Processes of Life
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Introduction of Artificial Pheromone Effects on Euglena Cells toward Ant Colony Optimization Experiments2013

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      2nd International Conference on the Theory and Practice of Natural Computing (TPNC 2013)
    • 発表場所
      Caceres, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] K.Ozasa home

    • URL

      http://www.k-ozasa.net/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所 前田バイオ工学研究室

    • URL

      http://www.riken.jp/lab-www/bioengineering/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Multiscale flow lab. home

    • URL

      http://iroon14.cafe24.com/xe/home

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Kazunari Ozasa : Home

    • URL

      http://www.k-ozasa.net/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Kazunari Ozasa : Research A

    • URL

      http://www.k-ozasa.net/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-01-31  

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